Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung betrifft allgemein Fluiderhitzer, insbesondere solche vom Typ Durchlauferhitzer,
für Haushaltsgeräte. Insbesondere betrifft die Erfindung einen besonders kompakten
Fluiderhitzer mit hoher Heizleistung bei geringen Abmessungen.
Hintergrund
[0002] Zur Erzeugung heißer Fluide, insbesondere heißen Wassers bzw. Dampfes, sind im Stand
der Technik eine Vielzahl verschiedener Bauformen und Typen von Fluiderhitzern bekannt.
Haushaltsgeräte, in denen Fluiderhitzer Anwendung finden, sind beispielsweise Dampfreiniger,
Dampfbügeleisen, aber auch solche zur Zubereitung von Speisen und/oder Heißgetränken,
wie Kaffeemaschinen, Espressomaschinen, Milchschäumer, Dampfgarer und Andere.
[0003] In solchen Geräten kommt es zumindest teilweise darauf an, in einer ohnehin kompakten
Vorrichtung, d.h. bei beschränktem Innenraum, einen Fluiderhitzer zu integrieren,
der mittels elektrischer Energie aus einem kalten Fluid ein heißes Fluid bzw. Dampf
erzeugt. Insbesondere bei der Dampferzeugung hat die Fluidführung hierbei zudem Drücken,
die ein Mehrfaches des atmosphärischen Druckes betragen zu widerstehen.
[0004] Die
EP 1 321 708 zeigt einen Fluiderhitzer zur Heißwasser bzw. Dampferzeugung mit einer Fluidführung
und einer Heizeinrichtung, wobei die Heizeinrichtung aus mindestens zwei Rohrheizkörpern
besteht, die wärmeleitend mit dem flüssigkeitsführenden Rohr verbunden sind. Zur Erhöhung
der Kontaktflächen zwischen der Heizeinrichtung und dem flüssigkeitsführenden Rohr
sind das flüssigkeitsführende Rohr und die Rohrheizkörper mit einander angepassten
Kontaktflächen ausgestattet, dergestalt, dass entweder die Rohrheizkörper im Wesentlichen
konvexe Kontaktflächen und das flüssigkeitsführende Rohr im Wesentlichen entsprechend
konkave Kontaktflächen aufweisen oder sowohl die Rohrheizkörper als auch das flüssigkeitsführende
Rohr im Wesentlichen ebene Kontaktflächen aufweisen. Ebenso wie viele andere aus dem
Stand der Technik bekannte Vorrichtungen wird zudem vorgeschlagen, die aus flüssigkeitsführendem
Rohr und Heizeinrichtung bestehende Komponente in Form eines Strangpressprofils zu
fertigen, wobei sich die beabsichtigte Kontaktflächengeometrie zwischen flüssigkeitsführendem
Rohr und den Rohrheizkörpern ausbildet.
[0005] Hinsichtlich der Erzeugung hoher Heizleistungen auf engstem Raum ist bei Vorrichtungen
des Standes der Technik gemein, dass möglichst ein hoher Anteil der Flüssigkeitsführung
mit der Heizeinrichtung in gut wärmeleitenden Kontakt steht. Bisher ergab sich bei
runden Querschnitten für die Fluidführung das Problem, dass das Verhältnis zwischen
der beheizten Trennschichtfläche zum Fluidvolumen in der Fluidführung zu groß ist
und sich eine kalte Kernströmung ausbildet. Dies erfordert relativ lange Fluidführungen
für den Eintrag der für die gewünschte Fluidtemperatur erforderlichen Wärmeenergie.
Beim oben diskutiertem Stand der Technik wird hierzu das Flüssigkeitsführungsrohr,
das im Ursprungszustand einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, bei der Herstellung
deformiert, um den im Betrieb beheizten Querschnitt zu verringern. Dies erfordert
einen entsprechenden Umformungsschritt bei der Herstellung.
Kurze Zusammenfassung
[0006] Eine mögliche Aufgabe der Erfindung kann daher darin gesehen werden, einen Fluiderhitzer
hinsichtlich seines Raumerfordernisses und bezüglich des Wärmeübergangs sowie der
Temperaturführung zu verbessern, um einen besonders kompakten Fluiderhitzer bereitzustellen.
Eine weitere oder alternative mögliche Aufgabe der Erfindung kann darin gesehen werden,
das dynamische Verhalten eines gattungsgemäßen Fluiderhitzers in regelungstechnischer
Sicht so zu verbessern, dass er regelungstechnisch eine möglichst kleine Totzeit bzw.
Zeitkonstante aufweist.
[0007] Die vorgenannte Aufgabe wird durch einen Fluiderhitzer gemäß dem Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen sind in den sich anschließenden Unteransprüchen
angegeben.
[0008] Bevorzugter besteht das Metallrohr aus Edelstahl. Grundsätzlich hat jedoch Edelstahl
den klaren Vorteil, dass hinsichtlich eines Einsatzes im Lebensmittelbereich keine
Bedenken bestehen. Edelstahl weist zwar im Vergleich zu beispielsweise Aluminium eine
deutlich schlechtere Wärmeleitungseigenschaft auf, jedoch ist gerade diese Eigenschaft
beim erfindungsgemäßen Fluiderhitzer von Vorteil, wie im Folgenden verdeutlicht wird.
[0009] Erfindungsgemäß ist im Metallrohr ein Fluidführungskern, bevorzugt aus einem Kunststoff
vorgesehen, der derart ausgestaltet ist, dass die hydraulische Länge des beheizten
Fluidfluidkanals im Inneren des Metallrohres gegenüber der Metallrohrlänge wesentlich
vergrößert ist. Hierzu weist der Fluidführungskern eine wendelförmig umlaufende Nut
auf, deren Boden und Seitenflanken im Zusammenspiel mit der Metallrohrinnenseite einen
ersten Fluidkanalabschnitt zur Fluidführung ausbilden, durch welchen das zu erhitzende
Fluid strömen bzw. geführt werden kann. Gegenüber dem freien Querschnitt des bloßen
Metallrohres weist der so ausgebildete erste Fluidkanalabschnitt einen um ein Vielfaches
verringerten Querschnitt auf, seine hydraulische Länge ist aber deutlich länger als
das Metallrohr. Hierbei führt die gegenüber dem Metallrohr verringerte Querschnittsfläche
zu einer geringeren zu erhitzenden Fluidmasse pro Längeneinheit. Zusätzlich erhöht
die wendelförmige Fluidführung die Verweildauer des zu erhitzenden Fluids an der beheizten
Metallrohrinnenfläche erheblich. Somit wird eine intensivere und gleichmäßigere Erhitzung
des Fluids durch den erfindungsgemäßen Fluiderhitzer ermöglicht.
[0010] Während sich für den Fluidführungskern besonders aus Kostengründen Kunststoff anbietet,
ist es grundsätzlich auch möglich, Metall, Stein, Ton, Keramik oder ähnliche Materialien,
insbesondere lebensmittelechte und hitzebeständige, in die vorstehend beschriebene
Gestalt bringbare, Werkstoffe vorzusehen.
[0011] Indem der Fluiderhitzer durch den erfindungsgemäße Fluidführungskern erheblich in
seiner Länge reduziert werden kann und für den Fluidführungskern Ausführungen aus
anderen Materialien als Metall möglich sind, kann die Wärmekapazität des Fluiderhitzers
deutlich verringert werden. Die ermöglicht, das dynamische Verhalten des Fluiderhitzers
in regelungstechnischer Sicht deutlich zu verbessern und aufgabengemäß einen Durchflusserhitzer
mit möglichst kleiner Totzeit bzw. Zeitkonstanten und somit besonders günstigem Temperaturführungsverhalten
bereitzustellen.
[0012] Während sich die Wendelform für den durch den Fluidführungskern ausgebildeten ersten
Fluidkanalabschnitt insbesondere in strömungstechnischer Hinsicht als vorteilhaft
erwiesen hat, sind auch andere Formen für den Fluidkanal, wie z. B. eine in Längsrichtung
des Fluidführungskerns oder auch in Querrichtung des Fluidführungskerns orientierte
Mäanderform vorstellbar und herstellbar.
[0013] Als Heizeinrichtung eignen sich bekannte Aluminium-Rohrheizkörper, welche bevorzugt
parallel zum Metallrohr an diesem angeordnet werden. Besonders bevorzugt sind mindestens
zwei Rohrheizkörper als Heizeinrichtung vorgesehen, die einander bezüglich des Metallrohres
gegenüberliegen, um die elektrisch in den Rohrheizkörpern erzeugte Wärme mit geringen
Verlusten in das Metallrohr und anschließend in das Fluid einzutragen, ist die Oberfläche
der Rohrheizkörper vorzugsweise konkav an die Oberfläche des im Wesentlichen zylindrischen
Metallrohres angepasst.
[0014] Bezüglich der Heizeinrichtung und der von ihr umfassten Rohrheizkörper sei darauf
hingewiesen, dass selbstverständlich auch mehr als zwei Rohrheizkörper vorgesehen
werden können. Obwohl sich ein in Umfangsrichtung äquidistantes Anordnen der Rohrheizkörper
bereits aus dem Aspekt einer effizienten und gleichmäßigen Wärmeleitung anbietet,
kann fertigungstechnisch oder bauformbedingt eine alternative Anordnung angeraten
sein, welche allesamt im Bereich der vorliegenden Erfindung liegen.
[0015] Als wärmeleitende Verbindung zwischen der Heizeinrichtung, beispielsweise den Rohrheizkörpern,
und dem Metallrohr wird bevorzugt eine gut wärmeleitende Lötverbindung verwendet.
In besonders bevorzugten Ausführungen, insbesondere bei einem dünnwandigen Metallrohr
aus Edelstahl, umfasst die Heizvorrichtung zusätzliche Wärmeleitmittel, beispielsweise
ein beispielsweise hülsenartig, um das Metallrohr angeordnetes Wärmeleitblech, die
zusätzlich zur bereits durch die Verlötung verbesserte Wärmeleitung an den Kontaktflächen
zwischen der Heizeinrichtung und dem Metallrohr die Wärme über den gesamten vom Wärmeleitmittel
bedecken Umfang des Metallrohres verteilen. Das Wärmeleitmittel ist bevorzugt aus
einem gut Wärme leitendem Material wie Kupfer, Aluminium bzw. Legierungen dieser Metalle
oder dergleichen.
[0016] Die Wärmeleitmittel können den gesamten Umfang des Metallrohres umfassen oder auch,
insbesondere um den Durchtritt von Flussmittel beim Lötvorgang zu gewährleisten, Durchbrüche
aufweisen.
[0017] Die Wärmeleitmittel kompensiert erfindungsgemäß die schlechte Wärmeleitfähigkeit
des Edelstahlrohrs, indem es die Wärme von den wenigstens zwei Rohrheizkörpern schnell
um das Edelstahlrohr verteilt und so das Edelstahlrohr quasi über den Gesamten Umfang
beheizt werden kann. Damit kann mit dem Metallrohr aus einem schlecht Wärme leitendem
Material, wie beispielsweise Edelstahl, und dem Wärmeleitmittel aus einem gut Wärme
leitenden Material, wie beispielsweise Aluminium oder Kupfer oder einer Legierung
davon, die Wärmeverteilung im Metallrohr durch die Form des Wärmeleitmittels gesteuert
werden. Insbesondere hinsichtlich der später noch zu diskutierenden Verschlusstopfen
bzw. eine Endkappe und Fluidanschlussbaugruppen sei bereits an dieser Stelle darauf
hingewiesen, dass der Dimensionierung der Wärmeleitmittel in axialer Richtung, d.h.
in Längsrichtung, des Metallrohres eine besondere Bedeutung und Schutzfunktion, insbesondere
im Fehlerfall, zukommt.
[0018] In bevorzugten Ausführungen ist mindestens ein Rohrheizkörper als Hochleistungsrohrheizkörper
ausgebildet. Unter "Hochleistungsrohrheizkörper" sei hierbei jede Art von Rohrheizkörpern
verstanden, deren Aufbau die Wandlung hoher elektrischer Leistung in Wärme ermöglicht.
Ein derartiger Hochleistungsrohrheizkörper kann eine sogenannte "Doppelwendel" aufweisen,
die in einem elektrisch isolierenden, gut wärmeleitenden Material, beispielswiese
verdichtetem Magnesiumoxid, eingebettet ist. Im Gegensatz zu herkömmlichen Rohrheizkörpern
ist der bzw. sind die Heizwendeldurchmesser der Hochleistungsrohrheizkörper im Verhältnis
zum Innendurchmesser des Mantelrohres hoch, so dass aufgrund einer verringerten Wärmeleitstrecke
zwischen Heizwendel und der Außenseite des Mantelrohres höhere elektrische Leistungen
als Wärme abgegeben werden können.
[0019] Der lichte Durchmesser, d.h. der Innendurchmesser, der Rohrheizkörper beträgt bevorzugt
8 mm. Die Aussendurchmesser liegen bevorzugt im Bereich von 10 mm bis 12 mm, wobei
eine Heizleistung bezogen auf die Länge des beheizten Bereiches des Mantelrohres von
25 Watt/cm
2 bis 30 Watt/cm
2 ermöglicht wird. An der Auflagefläche zum Metallrohr bzw. Wärmeleitmittel werden
35 bis 45 W/cm
2 erreicht.
[0020] Die Anschlussenden der Rohrheizkörper können zur besseren Kontaktierung von der Oberfläche
des Metallrohres weg gekröpft sein und in diesem Anschlussbereich so genannte kalte
Enden aufweisen. Im Bereich der Kröpfung ist die Heizwendel bevorzugt konisch geformt,
wobei sie von einem größeren Durchmesser im Heizbereich in einen kleiner Durchmesser
im Anschlussbereich übergeht. Dadurch wird negativen Auswirkungen der Kröpfung auf
die zentrale Lage der Heizwendel im Inneren des Rohrheizkörpers entgegengewirkt bzw.
eine Zugentlastung erreicht und eine lokale Querschnittsverringerung der Wendel vermieden.
[0021] Je nach Dimensionierung der Seitenwand und der Bereite des den Fluidführungskern
umlaufenden ersten Fluidkanalabschnitts können Ganghöhen, d.h. Steigungen, realisiert
werden, welche eine Verdopplung bzw. Verdreifachung der hydraulischen Länge des Fluidkanals
gegenüber der Länge des Metallrohres ermöglichen. Dieser Zusammenhang stellt sich
besonders anschaulich dar, wenn längs zum Fluidführungskern orientierte Mäander vorgesehen
werden, deren einzelne lineare Abschnitte (von den sie verbindenden bogenförmigen
Abschnitten abgesehen) bereits nahezu die gesamte Länge des vom Fluidführungskern
durchsetzten Metallrohres aufweisen. Hierbei ergibt sich in Umfangsrichtung des Metallrohres
eine stufenweise steigende Fluidtemperatur, die bei der bevorzugten Ausbildung als
Helix, d.h. Schraubenlinie, im Gegensatz hierzu in Längsrichtung auftritt.
[0022] Somit können bei einer ungleichmäßigen Anordnung von Rohrheizkörpern am Umfang des
Metallrohres und Verwendung einer mäanderförmigen Fluidkanalführung im Fluidführungskern
durch eine entsprechende Anordnung von Fluidein- und -austritten in Umfangsrichtung
relativ zu den vorgesehenen Rohrheizkörpern die Temperaturverhältnisse, insbesondere
die Temperaturgefälle zwischen der Heizeinrichtung und der Fluidführung gezielt beeinflusst
werden.
[0023] In einer Weiterbildung sind das Metallrohr sowie die Heizeinrichtung, d.h. Heizkörper
und ggf. vorhandene Wärmeleitmittel, durch eine Montagehalterung umfasst. Die Montagehalterung
kann z.B. aus einem Blechstanzteil gefertigt sein und klammerartige Strukturen aufweisen,
mittels derer sich die Heizeinrichtung bereits vor einem bevorzugt gemeinsamen Lötvorgang
am Metallrohr bzw. an den Wärmeleitmitteln festlegen, insbesondere positionieren lassen.
Die Montagehalterung ist bevorzugt aus demselben Material wie die Wärmeleitmittel
gefertigt, kann aber auch aus einem anderen Material sein. Die Wärmeleitung aus den
die Heizeinrichtung umfassenden Klammern an die Oberfläche des Metallrohres bzw. an
die Wärmeleitmittel wird dadurch begünstigt, dass die Klammern als ein Abschnitt der
Montagehalterung am Metallrohr und/oder dem Wärmeleitmittel anliegen. Bevorzugt weist
die Montagehalterung zwei Klammerabschnitte auf, wobei zwischen diesen beiden Abschnitten
ein im Wesentlichen ebener Montageabschnitt der Montagehalterung liegt, der nicht
flächig an der zylindrischen Außenfläche des Metallrohres bzw. den Wärmeleitmitteln
anliegt.
[0024] Der Montageabschnitt dient bevorzugt u.a. zur Montage einer Sicherungseinrichtung,
bevorzugt einer Doppelsicherung, die als elektrische Anschlussvorrichtung für elektrischen
Anschlussleitungen der wenigstens zwei Rohrheizkörper dient und die hinführenden und
wegführenden Leitungswege bei Überschreiten einer Höchsttemperatur unterbricht, sowie
wenigstens eines Temperatursensors, bevorzugt eines NTC-Sensors.
[0025] Der Montageabschnitt liegt an der Heizeinrichtung bzw. den Wärmeleitmitteln bzw.
an dem Metallrohr nicht vollflächig an. Insofern als der Montageabschnitt eine im
Wesentlichen ebene Gestalt aufweist, kann er im Wesentlichen linienförmige Kontaktabschnitte
mit den zylindrischen Oberflächenabschnitten der Heizkörper sowie der Wärmeleitmittel
aufweisen. Auf diese Weise bietet die Montagehalterung einerseits für die abschnittsweise
vorteilhafte Wärmeleitungsfunktion zwischen den Rohrheizkörpern bzw. dem Metallrohr
und der Sicherungseinrichtung (z.B. Doppelsicherung) sowie dem Temperatursensor (z.B.
NTC-Sensor), andererseits für die ebenfalls abschnittsweise vorteilhafte ebene Geometrie
zur mechanischen Festlegung einer elektrischen Anschlussvorrichtung entsprechende
Sektionen in nur einem Bauteil.
[0026] Wie vorstehend angemerkt, stellt der Montageabschnitt eine ebene Auflagefläche für
beispielsweise einen NTC-Sensor bzw. eine Doppel-Sicherung bereit. Hierbei ist die
laterale Wärmeleitung der Wärmeleitmittel bzw. der ebenfalls gut die Wärme leitenden
Klammer ausreichend, damit ein NTC-Sensor bzw. eine Doppel-Sicherung die Temperatur
der Heizeinrichtung messen bzw. "fühlen" können.
[0027] Nicht nur zur Montage elektrischer Einrichtungen auf der Montagehalterung, sondern
auch zur Befestigung des Fluiderhitzers als Bauteil innerhalb eines eingangs genannten
Haushaltsgerätes sind an der Montagehalterung zusätzlich Durchbrüche, Laschen, Ausnehmungen
und andere zur Befestigung der Komponente geeignete strukturelle Merkmale möglich.
[0028] Wie oben angemerkt, dienen die Anschlüsse der elektrischen Sicherungseinrichtung
gleichzeitig als Anschlusspunkte für die Anschlussleitungen zur Verbindung der Rohrheizkörper
mit einer elektrischen Stromquelle. Auf dem Montageabschnitt kann aber auch als vorteilhafte
Weiterbildung eine elektrische Anschlussvorrichtung vorgesehen sein, die eingerichtet
ist, Leitungen für verschiedene, an dem Fluiderhitzer abzunehmende oder anzulegende
elektrische Signale räumlich zusammenzufassen und diese der Peripherie, insbesondere
einer Steuerung des Fluiderhitzers zuzuführen bzw. von der Peripherie an den Fluiderhitzer
weiterzuleiten. Besonders bevorzugte Ausführungen der elektrischen Anschlussvorrichtung
sind beispielsweise Flachstecker, die durch entsprechend leitungsseitig vorgesehene
Steckverbinder, wie z.B. Klemmelemente oder andere, die Flachstecker der elektrischen
Anschlussvorrichtung umfassende Steckelemente, mechanisch und elektrisch zuverlässig
kontaktiert werden. Auch kann ein Gruppenstecker als elektrische Anschlussvorrichtung
die Energieleitungen für die elektrischen Rohrheizkörper, den oder die Erdungskontakte
sowie Signalleitungen für den Anschluss der Temperatursensoren und des Sicherheitstemperatursensors
zusammenfassen.
[0029] Um eine Beschädigung der verwendeten Kunststoffbauteile zu vermeiden, empfiehlt es
sich, die verwendeten Kunststoffteile insbesondere im Falle eines möglichen Kontaktes
mit thermisch hoch belasteten Bauteilabschnitten (wie z.B. der Heizeinrichtung) des
Fluiderhitzers entsprechend temperaturbeständig auszuführen. Ein für die Isolation
der elektrischen Leitungen mögliches Material, welches die erforderliche Temperaturfestigkeit
aufweist, ist z.B. Silikon.
[0030] An den Montageabschnitt zur Befestigung der elektrischen Anschlussbaugruppe können
sich zusätzlich weitere Abschnitte zur mechanischen Befestigung des Fluiderhitzers
in einem Haushaltsgerät anschließen. Diese ziehen dabei zusätzlich Wärmeenergie aus
dem Montageabschnitt für die Befestigung der elektrischen Anschlussvorrichtung und
geben sie an die Umgebung ab. Dies verringert auch die Anforderungen an die Wärmefestigkeit
bzw. Formbeständigkeit derjenigen Struktur des Hausgeräts, an welchem die Baugruppe
befestigt werden soll.
[0031] An einem ersten Ende des Metallrohres des erfindungsgemäßen Fluiderhitzers kann eine
erste Fluidanschlussbaugruppe vorgesehen werden, die zumindest einen ersten Fluidanschluss
für Fluidzufuhrmittel aufweist. Die Fluidanschlussbaugruppe hat zur Aufgabe, zwischen
den unterschiedlichen Querschnitten der Fluidzufuhrmittel und des Metallrohres druck-
und fluiddicht zu vermitteln. Am ersten Fluidanschluss der Fluidanschlussbaugruppe
kann ein Fluidführungsmittel aufgesteckt werden und z.B. mittels bekannter Rastverbindungen
auf diesem befestigt werden. Die Fluidanschlussbaugruppe leitet das eingeleitete Fluid
in das Metallrohr, dessen eines offenes Ende es hierzu (vom freien Querschnitt des
ersten Fluidanschlusses abgesehen) hermetisch abschließt. Um den ggf. im Metallrohr
herrschenden Fluiddruck auszuhalten, ist eine besonders belastbare Verbindung zwischen
dem Metallrohr und der Fluidanschlussbaugruppe vorzusehen.
[0032] Diese kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass ein Teil der Fluidanschlussbaugruppe,
insbesondere mit einer umlaufenden Dichtung, in ein Ende des Metallrohres eingesteckt
wird und der überlappende Rand des Metallrohres beispielsweise durch einen Press-
oder Falzvorgang derart plastisch verformt wird, dass der Rohrrand einen umlaufenden
Steg an der Fluidanschlussbaugruppe hinterschneidet.
[0033] Alternativ kann ein Teil der Fluidanschlussbaugruppe von Außen auf das Metallrohr
gesteckt werden, d.h. das Metallrohr buchsenartig umschließen und gegenüber dem Metallrohr
mit einer Dichtung abdichten.
[0034] Am der ersten Fluidanschlussbaugruppe gegenüberliegenden Ende des Metallrohres kann
eine zweite Fluidanschlussbaugruppe vorgesehen sein, die dann vorzugsweise einen identischen
Aufbau wie die erste Fluidanschlussbaugruppe aufweist. Die Befestigung der zweiten
Fluidanschlussbaugruppe kann dann im Wesentlichen identisch zur ersten Fluidanschlussbaugruppe
ausgelegt werden. Beide Fluidanschlüsse, insbesondere der Fluidanschluss für die Fluidabfuhr,
können im Wesentlichen kreisscheibenförmige lichte Querschnitte zur Fluidführung aufweisen,
auf deren Vorteile weiter unten eingegangen wird.
[0035] In einer besonderen Weiterbildung ist innerhalb des Fluidführungskerns ein zweiter
Fluidkanalabschnitt zur Fluidführung ausgebildet. Der zweite Fluidkanalabschnitt kann
im Wesentlichen zylindrische Gestalt aufweisen. Bevorzugt ist der zweite Fluidkanalabschnitt
dem ersten Fluidkanalabschnitt über eine entsprechende Durchführung bzw. einen Durchbruch
im Fluidführungskern verbunden, d.h. in Reihe geschaltet. Somit durchströmt das zu
erhitzende Fluid zunächst einen der beiden Kanäle, um nachfolgend den jeweils anderen
Fluidkanalabschnitt zu durchströmen. Eine solche einseitige Anordnung von sowohl Fluidzufuhr
als auch Fluidabfuhr kann insbesondere vorteilhaft in Bezug auf die vorzunehmenden
Montage- bzw. Fertigungsschritte und den Platzbedarf im Haushaltsgerät (z.B. in der
Kaffeemaschine) sein.
[0036] In bevorzugter Ausführung durchströmt das zu erhitzende Fluid zunächst das Innere
des Fluidführungskerns (den ersten Fluidkanalabschnitt), wird in im Wesentlichen radialer
Richtung mittels des Durchbruchs im Fluidführungskern zur Außenseite des Fluidführungskerns
durchgeführt, um den zweiten Fluidkanalabschnitt in Kontakt mit der beheizten Metallrohrinnenfläche
zu durchströmen und dabei auf die gewünschte Temperatur erhitzt zu werden.
[0037] Im Falle eines wendelförmig bzw. helixförmig geführten zweiten Fluidkanalabschnitts
auf der Außenseite des Fluidführungskerns bietet sich hierbei die Fluidabfuhr auf
derselben Seite an, auf welcher die Fluidzufuhr erfolgt. Im Falle eines mäanderförmigen
Fluidkanals hängt die Seite der Fluidabfuhr von der Durchströmungsrichtung des zuletzt
durchströmten Mäanders ab, sodass auch bei einer mäanderförmigen Führung des äußeren
Fluidkanalabschnittes grundsätzlich beide Seiten für die Fluidabfuhr technisch realisierbar
sind.
[0038] Die Verwendung der erfindungsgemäßen Fluidanschlussbaugruppen erübrigt zum Einen
eine Durchbrechung des Metallrohres zur Fluidzufuhr bzw. zur Fluidabfuhr. Lediglich
zur Befestigung der jeweiligen Anschlussbaugruppe an den Stirnseiten des Metallrohres
kann eine Metallbearbeitung - wie das oben beschriebene Falzen - erforderlich sein.
Mithin können Schwächungen und Maßnahmen zur weiteren Abdichtung des Druckbehälters
entfallen. Des Weiteren führt dieser Aufbau quasi automatisch zu eine sehr kompakten
Bauform für den Durchflusserhitzer, da das Metallrohr nur geringfügig länger als sein
beheizter Abschnitt sein muss.
[0039] Hinsichtlich der Temperaturfestigkeit der bevorzugter Weise aus Kunststoff gefertigten
Fluidanschlussbaugruppen können Wärmeleitungsstrecken innerhalb des Fluiderhitzers
durch die Dimensionierung der Wärmeleitmittel auf dem Metallrohr so dimensioniert
werden, dass, insbesondere im Falle einer Überhitzung, zur Absicherung des Fluiderhitzers
vorgesehene Temperatursensoren bzw. Sicherheitstemperaturbegrenzer ansprechen, bevor
die Festigkeitsgrenze der jeweiligen Fluidanschlussbaugruppe bzw. ihrer Verbindung
mit dem Metallrohr erreicht ist. So könne die Enden des Metallrohres ausreichend von
der Wärmezufuhr entkoppelt werden, indem das Wärmeleitmittel erst mit einem hinreichenden
Abstand zu den Fluidanschlussbaugruppen auf dem Metallrohr vorgesehen sind.
[0040] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführung ist die Fluidanschlussbaugruppe bzw.
sind die Fluidanschlussbaugruppen bzw. bei einseitiger Anordnung von Fluidzulauf und
-ablauf am anderen Ende der Verschlussstopfen mittels Falzung der jeweiligen End-
bzw. Stoßkante des Metallrohres durch eine Hinterschneidung formschlüssig mit der
jeweiligen Anschlussbaugruppe verbunden. Somit stützen sich die jeweiligen Elemente
von Innen bei Druckbelastung gegen den jeweiligen Falz ab.
[0041] Unter einer "Falzung" sei in diesem Zusammenhang ein plastisches Umformen des Metallrohres
zur Ausbildung der Hinterschneidung beispielsweise durch eine Reduzierung des Durchmessers
des Metallrohrendes verstanden. Es sei angemerkt, dass die Falzung nicht vollständig
das gesamte Metallrohrende umlaufen muss, vielmehr wurde festgestellt, dass auch die
Falzung eines Teilbereiches der Metallrohrendkante ausreicht. Bevorzugt ist zwischen
der Anschlussbaugruppe und dem Metallrohr eine Dichtungseinrichtung vorgesehen, die
vom Metallrohr umschlossen wird.
[0042] In einer vorteilhaften Weiterbildung ändert sich die auf der Außenseite des Fluidführungskerns
angeordnete Nut hinsichtlich der Tiefe in Strömungsrichtung bzw. in Richtung der Fluidabfuhr.
D.h., der erste Fluidkanalabschnitt nimmt zumindest abschnittsweise in der Tiefe zu
und/oder in der Breite abnimmt. Mit dieser Maßnahme wird zwar die Strömungsgeschwindigkeit
im Fluidkanal, der gegen Ende ohnehin nicht mehr im Kontaktbereich der Heizeinrichtung
liegt, durch eine kontinuierliche oder abschnittsweise Tiefenzunahme reduziert, aber
aufgrund der Erhöhung des Strömungsquerschnitts gegen ein Verstopfen mit Kalkpartikeln
geschützt. Da eine in radialer Richtung erfolgende Fluidabfuhr über den senkrecht
zum Fluidführungskern ausgebildeten zweiten Fluidanschluss vorgesehen sein kann, bietet
die Tiefenzunahme im ersten Fluidkanalabschnitt hinsichtlich der Umlenkung des Fluidstroms
strömungsmechanische Vorteile. Mithin können Fluidreibungsverluste im Endbereich des
Fluidkanals, wo die parallel zum Umfang des Fluidführungskerns gerichtete Strömung
in eine radiale Richtung umgelenkt wird, gesenkt werden, da sich der mittlere Radius
der Umlenkung erhöht, wodurch auch unerwünschte Strömungsgeräusche reduziert werden.
[0043] Mit der Temperaturzunahme, die in gattungsgemäßen Einrichtungen zwischen Fluidzu-
und Fluidablauf beabsichtigt ist, geht bekanntermaßen auch eine Volumenzunahme des
Fluids einher. Mit anderen Worten nimmt dieselbe betrachtete Fluidmasse im Bereich
des Zulaufs, wo ihre Temperatur im Wesentlichen noch nicht erhöht worden ist, ein
geringeres Volumen ein, als im Bereich des Fluidauslasses. Ein im Wesentlichen konstanter
Fluidkanalquerschnitt führt somit bereits thermodynamisch bedingt zu einer sich in
Flussrichtung erhöhenden Strömungsgeschwindigkeit des Fluids, was einem Kalkansatz
im beheizten Bereich vorteilhafter Weise entgegenwirkt. Verlässt das Fluid anschließend
den direkt beheizten Bereich des Fluidkanals, ist ein Kalkansatz jedoch weniger wahrscheinlich,
weshalb auf hohe Geschwindigkeiten zugunsten einer verringerten Verstopfungsgefahr
und geringeren Strömungsverlusten, die sich insbesondere durch Kavitationsvorgänge
und strömungsinduzierten Lärm äußern, verzichtet werden kann.
[0044] Die vorliegende Aufgabe wird zudem auch durch eine erfindungsgemäße Fluidanschlussbaugruppe
gemäß Anspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen sind in den
sich anschließenden Unteransprüchen angegeben.
[0045] Die erfindungsgemäße Fluidanschlussbaugruppe kann an einem erfindungsgemäßen Fluiderhitzer,
insbesondere gemäß einem der vorstehend beschriebenen Ausführungen, vorgesehen werden.
Auch die erfindungsgemäße Fluidanschlussbaugruppe kann vorteilhafter Weise aus Kunststoffelementen
gefertigt werden, um die Fertigung zu vereinfachen und zudem Kosten und Gewicht zu
senken.
[0046] Der erste und der zweite Fluidanschluss dienen der Befestigung von Fluidführungsmitteln,
die häufig durch entsprechende Schläuche, Rohre oder ähnliches gebildet werden. Entsprechend
können die Fluidanschlüsse als Rohrstutzen ausgeführt werden, auf deren Außenseite
Riffelungen, Stege, Nuten oder dergleichen zur sicheren Befestigung der Fluidführungsmittel
vorgesehen werden können. An ihren Enden weisen die Fluidführungsmittel mitunter Steckeinrichtungen
mit Verrastungs- oder Verriegelungselementen auf.
[0047] Für die druckführenden Fluidführungsmittel und -anschlüsse werden besonders druckresistente
Verbindungen vorgeschlagen, bei denen durch formschlüssig hintergreifende Splintsicherungen
ein Lösen der Bauteile voneinander verhindert wird. Auf eine solche Vorrichtung wird
in Zusammenhang mit den Figuren noch genauer eingegangen.
[0048] Sofern die Fluidzufuhr über einen im Inneren des Fluidführungskerns gelegenen zweiten
Fluidkanalabschnitt erfolgt, kann der erste Fluidanschluss zur weiteren Reduktion
der Teilevielfalt und -anzahl als integraler Bestandteil des Fluidführungskerns vorgesehen
werden. Für die Integration des zweiten Fluidanschlusses kann, um den zum ersten Fluidanschluss
benachbarten Bereich des Fluidführungskerns, insbesondere also um denjenigen Teil,
der sich in einem unbeheizten Abschnitt des Fluiderhitzers befindet, ähnlich der Anordnung
eines Scharniers, eine hülsen- bzw. buchsenartige Struktur vorgesehen werden, die
an ihrer Innenseite gegen den für die Fluidzufuhr vorgesehenen ersten Fluidanschluss
abgedichtet ist und auf der dem ersten Fluidanschluss gegenüberliegenden Außenseite
fluiddicht mit dem Metallrohr verbunden ist. An der Buchse bzw. Hülse kann der für
die Fluidabfuhr vorgesehene zweite Fluidanschluss als integrale Komponente gebildet,
insbesondere angeformt sein.
[0049] Besonders vorteilhaft können die beiden gegeneinander abzudichtenden Komponenten
der integralen Fluidanschlussbaugruppe jeweils als einstückige Spritzgussteile gefertigt
werden. Beim Zusammenbau, also bei der Vormontage, wird die hülsen- bzw. buchsenartige
Struktur mit dem zweiten Fluidanschluss auf den ersten Fluidanschluss und den Fluidführungskern
aufgeschoben und mit diesem bevorzugt mittels einer formschlüssigen Verbindungseinrichtung
verbunden. Dies kann vorteilhafter Weise über eine Bajonettverbindung oder eine eingängige
Schraubverbindung geschehen. Wichtig hierbei ist eine gezielte, d.h. exakte, relative
Positionierung der beiden Bauteile zueinander. Letzteres insbesondere deshalb, da
der auf der Außenseite des Fluidführungskerns ausgebildete Fluidkanal mit seinem Endabschnitt
so gegenüber der Buchse bzw. Hülse anzuordnen ist, dass das Fluidkanalende ohne Stauung
mit dem zweiten Fluidanschluss kommunizieren kann.
[0050] Für eine strömungsmechanisch günstige Gestaltung des Übergangs zwischen dem wendelförmigen
Fluidkanal auf dem Fluidführungskern und dem freien Querschnitt des zweiten Fluidanschlusses
ist es hierbei einerseits notwendig, beide Kanäle über einen möglichst großen freien
Querschnitt miteinander zu verbinden, andererseits dem strömenden Fluid keine Prallkante
bzw. Staukante in Strömungsrichtung entgegenzusetzen. Es ist daher vorteilhaft, den
durch das Fluidkanalende im Fluidführungskern vorgegebenen freien Querschnitt mindestens
auch im zweiten Fluidanschluss nahezu vollständig als freien Querschnitt vorzusehen.
Strömungsmechanische Verluste, Kavitation und unerwünschte Geräuschentwicklung können
so wirksam vermindert bzw. verhindert werden.
[0051] Die auf dem Fluidführungskern bzw. dem ersten Fluidanschluss umlaufenden Dichtmittel
können beispielsweise aus NBR (Nitril-Butadien), LSR (Silikon), FFKM (perfluorierte
Elastomere), einem Hochleistungs-Fluorelastomer, EPDM (Ethylen-Propylen-Kautschuk),
FKM (Fluorkarbon) oder einem TPE (thermoplastischen Elastomer) bestehen. Entsprechende
Werkstoffe können auch für die Abdichtung zwischen der Fluidanschlussbaugruppe und
dem Metallrohr Verwendung finden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungsfiguren
[0052] Die vorgenannten Ausführungsbeispiele und Merkmale der Erfindung sowie weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen werden im Folgenden anhand von Zeichnungsfiguren
erläutert. Die innerhalb der Beschreibung verwendeten Begriffe "links", "rechts",
"oben", bzw. "unten" beziehen sich auf die jeweilige Zeichnungsfigur in einer Ausrichtung
mit normal lesbaren Figurenbezeichnung und Bezugszeichen. Es zeigt:
- Fig. 1
- ein Metallrohr mit Heizeinrichtung für einen erfindungsgemäßen Fluiderhitzer;
- Fig. 2a
- ein Metallrohr mit Heizeinrichtung und Montagehalterung eines erfindungsgemäßen Fluiderhitzers;
- Fig. 2b
- ein Metallrohr mit Heizeinrichtung und alternativer Montagehalterung sowie einem geometrisch
abgewandelten Wärmeleitmittel eines erfindungsgemäßen Fluiderhitzers;
- Fig. 3
- die in Fig. 2a gezeigte Baugruppe erweitert um einen Sicherheitstemperaturbegrenzer
und eine elektrische Sicherungseinrichtung;
- Fig. 4
- die in Fig. 3 gezeigte Baugruppe erweitert um eine erfindungsgemäße Fluidanschlussbaugruppe;
- Fig. 5
- eine Draufsicht auf den Fluiderhitzer der Fig. 4;
- Fig. 6
- eine Schnittdarstellung durch Fluiderhitzer der Fig. 5;
- Fig. 7
- einen Fluidführungskern für einen erfindungsgemäßen Fluiderhitzer;
- Fig. 8a
- eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Fluidanschlussbaugruppe des in
Fig. 5 dargestellten Fluiderhitzers;
- Fig. 8b
- eine Schnittdarstellung durch eine alternative erfindungsgemäße Fluidanschlussbaugruppe;
- Fig. 9
- eine Schnittdarstellung durch einen Verschlussstopfen bzw. eine Endkappe des in Fig.
5 dargestellten Fluiderhitzers; und
- Fig. 10
- eine Komponenten- bzw. Teileübersicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen
Fluiderhitzers.
Detailierte Beschreibung der Zeichnungsfiguren
[0053] Fig. 1 zeigt als Grundelemente eines erfindungsgemäßen Fluiderhitzers 1, ein Metallrohr
2 und eine Heizeinrichtung 6 bestehend aus zwei identischen Rohrheizkörpern 6a, 6b
sowie ein Wärmeleitmittel 6c.
[0054] Das Metallrohr 2 weist eine Öffnung 3 in einem aufgeweiteten ersten Endbereich 4
mit gegenüber dem übrigen Metallrohr vergrößertem Querschnitt auf. Am dem aufgeweiteten
Endbereich 4 gegenüberliegenden Endbereich 5 des Metallrohres 2 kann ein Verschlussstopfen
bzw. eine Endkappe 50 (vgl. Fign. 4, 5, 9) vorgesehen werden, um dieses Ende hermetisch
und druckfest verschließt.
[0055] Die in Fig. 1 dargestellte Heizeinrichtung 6 besteht aus den Rohrheizkörper 6a und
6b sowie aus dem als Wärmeleitblech 6c ausgebildeten Wärmeleitmittel. Während das
Wärmeleitblech 6c das Metallrohr 2 vollständig in Umfangsrichtung umschließt, sind
die Rohrheizkörper 6a und 6b an einander gegenüberliegenden Umfangsabschnitten des
Metallrohres 2 in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandet und jeweils mit ihrer Längsrichtung
parallel zur Längsrichtung des Metallrohres 2 angeordnet.
[0056] Die jeweiligen - vorzugsweise kalten, d.h. unbeheizt ausgeführten - Enden 7a, 7b,
7c, 7d der Rohrheizkörper 6a, 6b sind jeweils vom Metallrohr 2 mittels einer Kröpfung
abgehoben bzw. weggebogen. Somit steht im Wesentlichen nur der beheizte Bereich der
Rohrheizkörper 6a, 6b in Kontakt mit der Oberfläche des Wärmeleitblechs 6c. Zudem
erleichtert die Kröpfung die Kontaktierung der Heizkörper 6a, 6b. Die Enden 7a, 7b,
7c, 7d der Rohrheizkörper 6a, 6b weisen jeweils eine mehrstufige Quetschung bzw. Crimpung
9a, 9b, 9c, 9d auf, mittels welcher sie jeweils eine die elektrischen Anschlussbolzen
10a, 10b, 10c, 10d haltende Verschlussperle fest und dichtend umschließen.
[0057] Fig. 2a zeigt die in Fig. 1 dargestellte Anordnung mit zusätzlich einer Montagehalterung
11. Die Montagehalterung 11 umschließt mit Klammern 12a, 12b sowohl den Rohrheizkörper
6a als auch den Rohrheizkörper 6b, das Wärmeleitblech 6c und fixieren dadurch die
Anordnung des Metallrohres 2, der Heizeinrichtung 6 sowie der Montagehalterung 11
zueinander, d.h. hält diese zusammen. In Richtung der Öffnung 3 des Metallrohres 2
weist die Montagehalterung 11 einen Sensorabschnitt 13 für einen Temperatursensor,
wie zum Beispiel einen NTC-Sensor, auf, der auf seiner im Bild rechts liegenden Seite
einen Abwärtshaken 13a und auf der im Bild links liegenden Seite zwei Rasthaken 13b
als Befestigungsmittel für einen Sensor aufweist. In Längsrichtung des Metallrohres
2 schließt sich an den Sensorabschnitt 13 ein erster Wärmleitabschnitt 14a an, an
dem die Klammerabschnitte der Klammer 12a seitlich ausgebildet sind. Der erste Wärmeleitabschnitt
14a liegt im Wesentlichen vollflächig am Wärmeleitblech 6c an.
[0058] Um die in den Rohrheizkörpern 6a, 6b erzeugte Wärme auch von den keine Kontaktflächen
mit dem Wärmeleitblech 6c aufweisenden Oberflächenbereichen der Rohrheizkörper 6a,
6b zum Metallrohr 2 leiten zu können und im Falle einer Überhitzung der Rohrheizkörper
6a, 6b eine gute Wärmeleitung zum Sensorabschnitt 13 zu gewährleisten, sind die Klammerabschnitte
der Klammern 12a, 12b an etwa zur Hälfte der Längserstreckung des jeweiligen Wärmeleitabschnitts
14a, 14b angebracht, nämlich an derjenigen Sektion, welche der Öffnung 3 des Metallrohres
2 bzw. dem Verschlussstopfen 5 zugewandt ist.
[0059] Gegenüberliegend dem Sensorabschnitt 13 schließt sich an den ersten Wärmeleitabschnitt
14a ein erster Verbindungsabschnitt 15a an, der im Wesentlichen S-förmig vom ersten
Wärmeleitabschnitt 14a absteht und in einen im Wesentlichen zum Metallrohr 2 gleichmäßig
beabstandeten ebenen Montageabschnitt 16 für eine Sicherungseinrichtung (wie z.B.
in Fig. 2B gezeigt) und ggf. eine Anschlusseinrichtung wie einen Steckverbinder übergeht.
Der Montageabschnitt 16 weist Durchgangslöcher 17a, 17b, 17c, 17d beispielsweise für
Schrauben oder Nieten auf.
[0060] An den Montageabschnitt 16 schließen sich quer zur Längsrichtung des Metallrohres
2 ein erstes Seitenteil 18a und ein zweites Seitenteil 18b an. Beide sind um jeweils
ca. 90° gegenüber der Ebene des Abschnitts 16 für die Anschlusseinrichtung in Richtung
der Rohrheizkörper 6a, 6b abgewinkelt und weisen jeweils ein Loch 17c bzw. 17d auf.
Jeweils in ihrem unteren Bereich weisen das erste und das zweite Seitenteil 18a, b,
eine Montagelasche 19a, 19b auf, die jeweils gegenüber der Ebene der Seitenteile 18a
und 18b etwas in Richtung der jeweiligen Rohrheizkörper 6a, 6b gebogen sind. Auch
die Montagelaschen 19a, 19b weisen jeweils ein Loch auf, über welches beispielsweise
ein Erdungskontakt mit der Montagehalterung verbunden werden kann oder die gesamte
Komponente an einer Montagehalterung in einem Haushaltsgerät, wie z. B. einer Kaffeemaschine,
fixiert bzw. festgelegt werden kann. Selbiges gilt selbstverständlich auch für die
Durchgangslöcher 17c und 17d in den Seitenteilen 18a, 18b.
[0061] Im Zusammenhang mit Fig. 1 und 2a sei noch auf die Ausklinkung 60 im Wärmeleitblech
6c verwiesen. Der Zweck dieser Ausklinkung 60 besteht darin, für das Ende 3 des Metallrohrs
2 eine gezielte Beeinflussung der Wärmetransferpfade zwischen der Heizeinrichtung
6 und der das Metallrohr abschließenden Fluidanschlussbaugruppe zu erzielen. Die Ausklinkung
60 ist so dimensioniert, dass die Wärmeleitung vom Wärmeleitblech zum Ende 3 des Metallrohrs
2, das aus die Wärme schlecht leitendem Edelstahl besteht, so reduziert ist, dass
im Fall eines Fehlers wie einem Trockenlaufen des Fluiderhitzers vorhandene Sicherungseinrichtungen
ansprechen, bevor beispielswiese eine am Ende 3 angeordnete Fluidanschlussbaugruppe
aus Kunststoff, wie beispielswiese in Fig. 8a veranschaulicht, durch Überhitzung beschädigt
wird.
[0062] Fig. 2b zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der in Fig. 2a dargestellten Anordnung.
Die Montagehalterung 11 unterscheidet sich zur der in der Ausführung gemäß Fig. 2a
dahingehend, dass der Montageabschnitt 16 asymmetrisch zur übrigen Montagehalterung
angeordnet ist. Gegenüber der in Fig. 2a gezeigten Anordnung ist der Montageabschnitt
16 der Fig. 2b als eine seitlich gegenüber der Mittellängsachse der Montagehalterung
11 versetzt auskragender Bereich ausgeführt, der auch als "Fahne" oder "Blechfahne"
bezeichnet werden könnte. Die auf ihr befestigte Sicherungseinrichtung 21, in Form
einer Doppelsicherung, wird in Verbindung mit Fig. 3 und Fig. 10 eingehend diskutiert.
[0063] Die Funktion des gezeigten Montageabschnitts 11 ist vergleichbar mit der in Verbindung
mit Fig. 2a beschriebenen. Beispielsweise ist eine Anordnung von einer Anschlusseinrichtung
und/oder Sicherheitseinrichtungen auf dem Montageabschnitt 16 möglich und vorgesehen.
Nicht dargestellt aber dennoch möglich ist ebenso eine wie in Verbindung mit Fig.
2a beschriebene Anordnung von weiteren Seitenteilen und/oder Montagelaschen.
[0064] Ein weiterer Unterschied zwischen den in Fig. 1 und Fig. 2a gezeigten Vorrichtungen
besteht in der Ausgestaltung des Wärmeleitblechs der Fig. 2b. In der Ausführung der
Fig. 2b ist an beiden Enden 3, 5 des Metallrohrs 2 jeweils eine Ausklinkung 60 auf
der Oberseite, also der dem Betrachter zugewandten Seite des Fluiderhitzers erkennbar.
Der Zweck dieser zwei Ausklinkung 60 besteht wie bei der Ausführung in Fig. 2a darin,
an beiden Enden 3, 5 des Metallrohres 2 eine gezielte Beeinflussung der Wärmetransferpfade
zwischen der Heizeinrichtung 6 und den Temperatursensoren und/oder Sicherungseinrichtungen
bzw. zwischen der Heizeinrichtung 6 und den das Metallrohr abschließenden Bauteilen
zu erzielen. Fig. 3 zeigt die in Fig. 2a dargestellte Anordnung ergänzt um einen Temperatursensor
20, der in wärmeleitendem Kontakt auf dem Sensorabschnitt 13 angeordnet ist und im
Wesentlichen senkrecht von diesem absteht. Der Temperatursensor 20 wird durch ein
Befestigungsmittel in Form eines Federdrahtelements, welches zwei Rastfedern 13c,
13d sowie eine Schlaufe 13e aufweist, gegen den Sensorabschnitt 13 gedrückt. Hierzu
untergreift die Schlaufe 13e den Abwärtshaken 13a der Montagehalterung 11 und verspannt
den Temperatursensor 20 in Zusammenwirken mit den auf der gegenüberliegenden Seite
ausgebildeten Rastfedern 13c, d, die unter jeweils einem Rasthaken 13b greifen.
[0065] Des Weiteren ist gegenüber der in Fig. 2a gezeigten Anordnung eine elektrische Sicherungseinrichtung
21 auf dem Montageabschnitt 16 der Montagehalterung 11 mittels jeweiligen Nieten 22
fest gelegt. Die elektrische Sicherungseinrichtung 21 weist Anschlussfahnen 21a, 21
b, 21c, 21d auf, über die einerseits elektrische Energie von der Peripherie bezogen
und andererseits an die elektrischen Anschlussbolzen 10a, 10b, 10c, 10d der Rohrheizkörper
weitergeleitet werden kann.
[0066] Die Sicherungseinrichtung 21 enthält bevorzugt für jede der Anschlussleitungen ein
Sicherungselement, das bei Überschreiten einer vorbestimmten Temperatur einen Stromfluss
dauerhaft unterbricht. Da zwei Anschlussleitungen vorgesehen sind, gibt es zwei Sicherungselemente
- daher die Bezeichnung Doppelsicherung.
[0067] Zudem zeigt Fig. 3 an den elektrischen Anschlussbolzen 10a, 10b, 10c, 10d der Rohrheizkörper
6a, 6b beispielsweise durch Punktschweißen fixierte Anschlussfahnen, auf die sich
zur elektrischen Kontaktierung Kabelschuhe aufschieben lassen. Diese Anschlussfahnen
können entsprechend den Anschlussfahnen 21a, 21b, 21c, 21d der elektrischen Sicherungseinrichtung
21 beispielsweise als Steckkontakte zur Verbindung mit den Anschlussfahnen 21a, 21b,
21c, 21d der elektrischen Sicherungseinrichtung 21 mittels jeweiliger Verbindungskabel
dienen.
[0068] Fig. 4 zeigt die in Fig. 3 dargestellte Anordnung zusätzlich mit einer Fluidanschlussbaugruppe
23. Die Fluidanschlussbaugruppe 23 weist einen ersten Fluidanschluss 24a und einen
zweiten Fluidanschluss 24b auf, deren jeweilige Grundkörper durch eine Verbindung
nach Art eines Bajonettverschluss verbunden sind. Mittels eines am Grundkörper des
ersten Fluidanschuss 24a befindlichen Bajonettverschlussstücks und eines am Grundkörper
des zweiten Fluidanschluss 24b ausgebildeten Bajonettverschlussgegenstücks 40 (siehe
Fign. 7 und 8a) sind der erste Fluidanschluss 24a und der Fluidführungskern 34 in
der Fluidanschlussbaugruppe 23 verriegelt.
[0069] Während der erste Fluidanschluss 24a im Wesentlichen in der Längsachse des Metallrohres
2 liegt, ist der zweite Fluidanschluss 24b im Wesentlichen senkrecht zum ersten Fluidanschluss
24a an die im Wesentlichen zylindrische Mantelfläche eines hülsen- bzw. buchsenförmigen
Elements der Fluidanschlussbaugruppe 23 angesetzt.
[0070] Wiederum senkrecht ist an den zweiten Fluidanschluss 24b eine Halterung für einen
ersten Temperatursensor 42 zur Erfassung der Fluidabflusstemperatur angesetzt.
[0071] Es sei noch erwähnt, dass die Fluidanschlüsse 24a, 24b zur Befestigung von Anschlüssen
etwaiger Fluidführungsmittel bekannte Verriegelungseinrichtungen aufweisen, die derart
dimensioniert sind, dem Druck innerhalb des Fluiderhitzers gegenüber bestehen zu können.
Auf einzelne Funktionen und Merkmale der gezeigten Details wird im Rahmen der nachfolgenden
Schnittdarstellungen der Fign. 8a und 9 noch weiter eingegangen.
[0072] In Fig. 4 zeigt weiter einen Verschlussstopfen 5a im zweiten Endbereich 5 des Metallrohres
2. Der Verschlusstopfen 5a kann aus Gründen der Temperaturfestigkeit aus Metall, insbesondere
Edelstahl, bzw. einem temperaturbeständigen Kunststoff, insbesondere einem PPA (Polyphtalamid),
einem PPS (Polyphenyl Sulfid), bzw. einem PEI (Polyetherimid) gefertigt und durch
eine Falzung 5b der Stoßkante des Metallrohres 2 mit diesem formschlüssig verbunden
sein.
[0073] Unter einer "Falzung" sei hier eine durch plastische Verformung erreichte Querschnittsverjüngung
des den Verschlussstopfen 5 umlaufenden Endes des Metallrohres 2 verstanden. Die Falzung
bildet eine Hinterschneidung einer auf dem Verschlussstopfen 5a umlaufenden Struktur
und damit eine formschlüssige nicht ohne Zerstörung der Anordnung lösbare Verbindung.
Wie eingangs erwähnt muss die Falzung nicht vollständig umlaufend ausgeführt sein.
Vielmehr reicht es aus, wenn die Endkante bzw. Abschlusskante des Metallrohrs 2 nur
in Teilbereichen gefalzt ist.
[0074] Fig. 5 zeigt eine Draufsicht der in Fig. 4 dargestellten und dort beschriebenen Anordnung
und definiert die Lage der Schnittebenen A-A, B-B und C-C für die in den Fign. 6,
8a und 9 gezeigten Schnittdarstellungen.
[0075] Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch die Schnittebene C-C der Fig. 5, also eine Ebene
senkrecht zur Längsachse des Metallrohres 2 auf Höhe des Sicherheitstemperatursensors
20. Diese Darstellung veranschaulicht insbesondere die kompakte Lage der Heizeinrichtung
6 und der durch das Metallrohr 2 realisierten Fluidführung.
[0076] Das zentrale Element der Darstellung ist ein im Inneren eines Fluidführungskerns
30 angeordneter Hohlraum, der einen zweiten Fluidkanalabschnitt 34 zur Fluidführung
bildet. Ein Fluidführungskern 34, der im Zusammenhang mit Fig. 7 näher erläutert wird,
umläuft ein wendelförmig geführter, erster Fluidkanalabschnitt 35 (vgl. hierzu Fig.
7), wobei das Material zwischen zwei benachbarten Seitenwänden 35b auf der linken
Seite, genauer gesagt zwischen der Acht- und der Zehn-Uhr-Position, geschnitten ist.
[0077] Der Fluidführungskern 30 ist ohne Spiel in das Metallrohr 2 eingepasst, welches wiederum
vom Wärmeleitblech 6c umschlossen ist. Während das Metallrohr 2 aus einem Edelstahl
gefertigt ist, besitzt das Wärmeleitblech 6c eine höhere Wärmeleitfähigkeit, in dem
es aus Aluminium, Kupfer oder einem anderen, geeigneten Metall bzw. einer geeigneten
Metalllegierung besteht.
[0078] Zum Zwecke einer besseren Verlötung der Wärmeleitblech 6c mit dem Metallrohr 2 und
den Rohrheizkörpern 6a, 6b kann das Wärmeleitblech 6c in geeigneten Abständen Durchbrechungen
bzw. Durchgangslöcher oder Schlitze aufweisen, welche das Hindurchtreten von Lötmittel
bzw. Flussmittel während des Lötvorgangs ermöglichen und so zu einer gleichmäßigen
Verteilung des Lötmittels bzw. Flussmittel zwischen den Bauteilen führen.
[0079] Im Bild links und rechts dargestellt schließen sich die zwischen der Zwei-Uhr und
der Vier-Uhr-Position bzw. zwischen der Acht-Uhr und der Zehn-Uhr-Position befindlichen
Kontaktfläche der Rohrheizkörper 6a bzw. 6b an. Gut erkennbar korrespondieren konkaven
Kontaktflächen der Rohrheizkörper 6a, 6b mit einer konvexen bzw. zylindrischen Oberfläche
der Wärmeleitmittel 6c. Hierdurch ist ein möglichst guter direkter Wärmeübergang zwischen
der Oberfläche der Rohrheizkörper 6a, 6b und dem Wärmeleitblech 6c gewährleistet.
[0080] Die zuvor beschriebene Anordnung ist von der Klammer 12a und (der nicht in dieser
Figur dargestellten) Klammer 12b der Montagehalterung 11 umschlossen, die so für eine
zusätzliche Vermittlung der Wärme zwischen der Oberfläche der Rohrheizkörper 6a, 6b
und der Oberfläche des Wärmeleitblechs 6c sorgen. In Verbindung mit der exakt auf
die abschnittsweise Kontur des Wärmeleitblechs 6c angepasste Kontur des ersten Wärmeleitabschnitts
14a wird so eine verbesserte Vermittlung der in den Rohrheizkörpern 6a, 6b erzeugten
Wärme ins Wärmeleitblech 6c und weiter zum Metallrohr 2 hergestellt.
[0081] Zudem ist in Fig. 6 die direkte Anlage des Sensorabschnitts 13 an der Oberseite des
Wärmeleitblechs 6c dargestellt. Auch veranschaulicht die Schnittdarstellung das Zusammenspiel
zwischen dem Abwärtshaken 13a, der von der Schlaufe 13e untergriffen wird bzw. den
Rasthaken 13b, die von den Rastfedern 13c, d untergriffen werden im Zusammenhang mit
den dazwischen liegenden Abschnitt, der einen Sockel des Sicherheitstemperatursensors
20 fest auf den Sensorabschnitt 13 der Montagehalterung 11 drückt. Hierbei kann das
die Rastfedern 13c, 13d sowie die Schlaufe 13e aufweisende Halteelement z. B. aus
Draht und/oder einem Federstahl gefertigt sein, um eine geeignete Vorspannung für
die Befestigung des Sicherheitstemperatursensors 20 auf der Montagehalterung 11 zu
gewährleisten.
[0082] Fig. 7 zeigt den in Fig. 4 in das Metallrohr 2 eingeführten Fluidführungskern 30,
der im Bereich eines ersten Endes 31 a den ersten Fluidanschluss 24a aufweist. Der
erste Fluidanschluss 24a ist bereits in Fig. 4 gezeigt. Ebenfalls am ersten Ende 31a
ist das Bajonettverschlussgegenstück 40 zu erkennen, welches mit dem in Fig. 4 diskutierten
Bajonettverschlussstück 25 zusammenwirkt. An das Bajonettverschlussgegenstück 40 und
den für das Verriegeln mit dem Bajonettverschlussstück 25 vorgesehenen freien Bereich
schließt sich ein zweiter Steg 39 an, hinter dem eine erste Dichtungsnut 36 zum Einlegen
bzw. Einspritzen von Dichtmittein vorgesehen ist.
[0083] Am zweiten Ende 31 b des Fluidführungskerns 30 ist ein erster Steg 32 angeordnet,
auf den in Zusammenhang mit Fig. 9 noch genauer eingegangen wird. In unmittelbarer
Nähe zum ersten Steg 32 ist eine Durchführung bzw. Durchbrechung 33 vorgesehen, die
den im Inneren des Fluidführungskerns 30 angeordneten zweiten Fluidkanalabschnitt
34 mit dem auf seiner Außenseite angeordneten ersten Fluidkanalabschnitt 35 hydraulisch
verbindet. Mit anderen Worten kann kaltes, im Inneren des Fluidführungskerns 30 zugeströmendes
Fluid durch die Durchbrechung 33 an die Oberfläche des Fluidführungskerns 30 treten
und gerät dabei in Kontakt mit der beheizten Innenseite des Metallrohres 2. Der auf
der Außenseite des Fluidführungskerns 30 gebildete erste Fluidkanalabschnitt wird
durch den Boden 35a sowie die Seitenwand 35b begrenzt. Der erste Fluidkanalabschnitt
35 bzw. die Seitenwand 35b winden sich somit helixförmig bzw. schraubenlinienförmig
auf der Oberseite des Fluidführungskerns 30 in Richtung dessen ersten Endes 31 a.
[0084] Im beheizten Bereich bleibt die Tiefe des ersten Fluidkanalabschnitts 35 bzw. die
Höhe seiner Seitenwand 35b dabei im Wesentlichen konstant. Die Steigung des die Seitenwand
35b bildenden Steges zum Fluidablauf hin nimmt jedoch ab, sodass die Bereite des ersten
Fluidkanalabschnitts 35 in Richtung des ersten Endes 31 a abnimmt.
[0085] Eine Tiefenänderung 37 im Fluidkanal ist etwa zu Beginn des vorletzten Linienzuges
der Schraubenlinie des ersten Fluidkanalabschnitts 35 ausgebildet und dient einer
Vertiefung und damit partiellen Querschnittsvergrößerung im ersten Fluidkanalabschnitt
35. Ziel dieser Maßnahme ist ein möglichst großer Radius für die Umlenkung der Fluidströmung
und eine Querschnittsanpassung an die Durchbrechung bzw. Durchführung 33, zur Vermeidung
eines sogenannten Totvolumens, also eines nur schlecht durchströmten Fluidkanalbereichs.
[0086] Aufgrund des vergrößerten Fluidkanalquerschnitts nimmt die Strömungsgeschwindigkeit
des darin strömenden Fluids ab. Dies führt einerseits dazu, dass in diesem Bereich
wenig dynamischer Druck abfällt, andererseits dazu, dass weniger Strömungslärm entsteht
und weniger Kavitation auftritt.
[0087] Die Seitenwand des Fluidkanalendes 38 ist abschnittsweise zylindrisch ausgebildet,
um mit dem lichten Querschnitt des zweiten Fluidanschlusses 24b (vgl. Fign. 4 und
8a) korrespondiert. Indem die relative Lage bzw. Positionierung zwischen der Anschlussbaugruppe
23 und dem Fluidführungskern 30 mittels der Verbindungseinrichtung, hier bestehend
aus dem Bajonettverschlussstück 25 und dem Bajonettverschlussgegenstück 40, gezielt
zueinander festgelegt ist, wird eine strömungsmechanisch günstige Fluidführung aus
dem ersten Fluidkanalabschnitt 35 in den zweiten Fluidanschluss 24b sichergestellt.
[0088] Der Fluidführungskern 30 ist bevorzugt aus Metall, insbesondere Edelstahl, bzw. einem
temperaturbeständigen Kunststoff, insbesondere einem PPA (Polyphtalamid), einem PPS
(Polyphenyl Sulfid), bzw. einem PEI (Polyetherimid) gefertigt.
[0089] Fig. 8a zeigt einen Schnitt entlang der in Fig. 5 mit A-A bezeichneten Ebene durch
die Fluidanschlussbaugruppe 23 entlang der Längsrichtung des Metallrohres 2. Bei der
Fluidanschlussbaugruppe 23 handelt es sich um eine Kombifluidanschlussbaugruppe aus
einem ersten Teil I und einem zweiten Teil II, die sowohl den ersten Fluidanschluss
24a mit dem Fluidzulauf wie den zweiten Fluidanschluss 24b mit dem Fluidablauf des
Fluiderhitzers aufweist. D.h., Ablauf als auch Zulauf sind vorteilhaft an einer einzigen
Stirnseite des Fluiderhitzers ausgeführt.
[0090] Links in der Fig. 8a befindet sich am zweiten Teil II der Fluidanschlussbaugruppe
23 der erste Fluidanschluss 24a, der zur Befestigung eines Fluidführungsmittels in
etwa mittig eine umlaufende Verriegelungsnut 43-1 aufweist. Ein geeignetes Gegenstück
für die Befestigung peripherer Fluidführungsmittel auf dem ersten Fluidanschluss 24a
könnte z. B. wie der zweite Fluidanschluss 24b am ersten Teil I ausgebildet sein.
Der im Wesentlichen rohrförmig ausgestaltete zweite Fluidanschluss 24b ist wie in
Fig. 4 gezeigt mit einem Einschub bzw. einer Durchsteckmöglichkeit versehen, welche
eine Riegelführungsnut 43-2 aufweist. Indem die in dem ersten Fluidanschluss 24a und
die im zweiten Fluidanschluss 24b vorgesehen Nuten 43-1, 43-2 passend zueinander ausgelegt
sind, kann bei beim Verbinden derartig komplementär ausgestalteter Fluidanschlüsse
miteinander durch Einschieben bzw. Durchstecken eines entsprechend ausgestalteten
Sicherungselementes wie z. B. einem Riegel (nicht gezeigt) in Form einer Drahtfeder
senkrecht zur Strömungsrichtung ein Lösen der zusammengesteckten Anschlüsse voneinander
verhindert werden, wobei eine derartige Verbindung hohen Drücken standhält. Es sei
noch angemerkt, dass die komplementäre Ausführung der Fluidanschlüsse 24a und 24b
vorteilhaft eine Verwechslung der Anschlüsse beim Einbau in beispielsweise eine Kaffeemaschine
verhindert.
[0091] Bei der Fluidanschlussbaugruppe 23 in der Fig. 8a ist der zweite Teil II integral
am Fluidführungskern 30 ausgebildet, d.h. der zweite Teil II wurde einstückig mit
dem Fluidführungskern 30 beispielsweise mittels Spritzguss hergestellt. Der erste
Fluidanschluss 24a führt zu erhitzendes Fluid von rechts durch den zweiten Teil II
der Fluidanschlussbaugruppe 23 in den zweiten Fluidkanalabschnitt 34. Der erste Teil
I der Fluidanschlussbaugruppe 23 ist mittels eines am zweiten Fluidanschluss 24b ausgebildeten
Bajonettverschlussstücks 25 in Zusammenspiel mit dem am zweiten Teil II ausgebildeten
Bajonettverschlussgegenstück 40 verriegelt. Selbstverständlich kann die Verbindung
auch mit einem anderen Verbindungsprinzip erfolgen, wie zum Beispiel einer Verschraubung
oder einer Schnapp-Rast-Verbindung. In der Ausführung der Fig. 8a ist auch eine reine
Steckverbindung denkbar, da der erste Teil I und der zweite Teil II der Fluidanschlussbaugruppe
23 durch die Falzung 44-1 des Metallrohres 2 in einer bestimmten Positionierung zu
einander dauerhaft fixiert werden können.
[0092] Die Schnittdarstellung zeigt weiterhin einen umlaufenden zweiten Steg 39 und eine
damit am zweiten Teil gebildete erste Dichtungsnut 36, in der zur Abdichtung der zwei
Teile I, II gegeneinander ein umlaufendes Dichtmittel in Form einer O-Ring-förmigen
Gummidichtung 41 a vorgesehen ist.
[0093] Am ersten Teil I im zweiten Fluidanschluss 24b ist der in Fig. 4 von außen dargestellte
Temperatursensor 42 in einer senkrecht zu seiner Achse geschnittenen Ansicht dargestellt.
Eine Sensorspitze ragt dabei in den freien Querschnitt des zweiten Fluidanschlusses
24b hinein und ermöglicht dort eine genaue Erfassung der Fluidtemperatur im Bereich
des Fluidauslasses.
[0094] Im in Fig. 8a rechts dargestellten Teil des Fluidführungskerns 30 ist die im Zusammenhang
mit Fig. 7 angesprochene Tiefenänderung 37 im ersten Fluidkanalabschnitt 35 erkennbar.
Der letzte Gang der Wendel des ersten Fluidkanalabschnitts 35 endet als Fluidkanalende
38, das zur Längsachse des zweiten Fluidanschlusses 24b positioniert, sodass mit dem
zweiten Fluidanschluss erhitzest Fluid in radialer Richtung abgeführt werden kann.
[0095] Weiterhin zeigt Fig. 8a den ersten Endbereich 4 mit der Querschnittsvergrößerung
des Metallrohres 2, um teilweise die Fluidanschlussbaugruppe 23 innerhalb des Metallrohrs
2 aufzunehmen. Der erste Endbereich 4 des Metallrohres 2 ist plastisch zumindest in
Abschnitten der umlaufenden Abschlusskante des Metallrohrs 2 zu einem Falz verformt
(gefalzt). Dabei überfasst das Metallrohr 2 eine in einer zweiten Dichtungsnut 36a
liegende Dichtung 41 b, die den ersten Teil gegenüber der Innenseite des Metallrohres
2 abdichtet. Die Falzung 44-1 bildet durch Eingreifen in eine dritte Nut 45 auf der
Außenseite der Fluidanschlussbaugruppe 23a eine formschlüssige Verriegelung in Form
einer Hinterschneidung. Die Dichtung 41 b wird vom Metallrohr 2 dadurch in die Nut
36a gepresst und somit die Fluidanschlussbaugruppe 23 gegenüber dem Metallrohr 2 fluiddicht
und druckfest abgedichtet.
[0096] Für ein Lösen der beschriebenen Verbindung zwischen Bajonettverschlussstück 25 und
Bajonettverschlussgegenstück 40 müsste der zweite Fluidanschluss 24b gegenüber dem
ersten Fluidanschluss 24a und dem Fluidführungskern 30 verdreht und im Bild nach links
abgezogen werden. Ein solches Verdrehen und damit Abziehen wird durch die erfindungsgemäße
Falzung 44-1, die einen Teil des ersten Fluidanschlusses 24a hinterschneidet bzw.
in die dritte Nut 45 eingreift, verhindert. Somit wird ein unbefugtes bzw. zerstörungsfreies
Lösen vom Metallrohr 2 ausgeschlossen. Auch ist die korrekte Anordnung der Teile I
und II der Fluidanschlussbaugruppe 23 dauerhaft sichergestellt.
[0097] Es sei noch angemerkt, dass das Fluidkanalende 38 auch als eine am zweiten Teil II
umlaufende Nut ausgeführt werden könnte, sodass, wenn für eine Verbindung zwischen
dem ersten Teil I und dem zweiten Teil II eine Steckverbindung beispielsweise eine
Schnapp-Rast-Verbindung (wie z.B. in Fig. 8b) verwendet wird, der zweite Fluidanschluss
24b hinsichtlich seiner Ausrichtung frei am Fluiderhitzer verdrehbar ist. Damit kann
vorteilhaft der Fluidablauf je nach Bedarf in der Einbaulauge in beispielsweise einer
Kaffeemaschine passen positioniert werden.
[0098] Es sei darauf hingewiesen, dass die in Fig. 8a dargestellte Verbindung zwischen dem
Metallrohr 2 und des zweiten Fluidanschlusses 24b selbstverständlich bei entsprechender
Dimensionierung ohne eine Querschnittsvergrößerung 4 des Metallrohrs 2 bewerkstelligt
werden kann (siehe hierzu auch Falzung 44-2 in Fig. 9). Hierzu müsste lediglich die
zweistufige Querschnittsvergrößerung des freien Querschnitts des ersten Fluidanschlusses
24a in einen Bereich im Bild weiter rechts, d.h. in den zweiten Fluidkanalabschnitt
34 verlagert werden. Mit anderen Worten könnte die Querschnittsvergrößerung des zweiten
Fluidkanalabschnitts 34 erst im Bereich des Fluidführungskerns 30 vorgesehen werden,
in welchem die Tiefenänderung 37 des ersten Fluidkanalabschnitts ausgebildet ist bzw.
der hauptsächlich durch die Heizeinrichtung 6 umfasste Bereich angeordnet ist.
[0099] Fig. 8b veranschaulicht eine alternative Ausführung einer Fluidanschlussbaugruppe
23-1 mit einem ersten Fluidanschluss 24a, bei dem die Fluidzufuhr in den ersten Fluidkanalabschnitt
35 auf dem Fluidführungskern 30 im Wesentlichen wie bei der Fig. 8a beim zweiten Fluidkanalanschluss
24b in radialer Richtung erfolgt. Es sei angemerkt, dass der eigentliche Fluidanschluss
in Fig. 8b nicht gezeigt ist, da dieser im Schnitt der Fig. 8b auf der vom Betrachter
abgewandten Seite liegt.
[0100] Der zweite Teil II der Fluidanschlussbaugruppe 23-1 ist wieder als integraler Bestandteil
des Fluidführungskerns 30 ausgeführt. Die Verbindung zwischen dem ersten Teil I und
dem zweiten Teil II ist als Schnapp-Rast-Verbindung ausgeführt. Hierzu befindet sich
am ersten Teil I am Rand eines zentralen Durchgangsloches eine umlaufende Rastnut
25a. Am durch das Durchgangsloch hindurchgeführten zweiten Teil ist ein im Wesentlichen
ringförmiger Kranz mit Rastzungen 40a vorgesehen, die jeweils nach außen gerichtete
Rasthaken 40b aufweisen. Die Rasthaken 40b greifen nach aufstecken des ersten Teils
I auf den zweiten Teil II in die Rastnut 25a, d.h. hinterschneiden diese und legen
si den ersten Teil I am zweiten Teil II fest.
[0101] Zur Abdichtung der Fluidanschlussbaugruppe 23-1 sei angemerkt. Der erste Teil I wird
gegenüber dem zweiten Teil II mittels eines Dichtungsmittels, in Fig. 8b einer O-Ring-Dichtung
41a fluiddicht und druckfest abgedichtet. Der erste Teil wird gegenüber der Außenoberfläche
des Metallrohres mittels eines Dichtmittels, in Fig. 8b einer O-Ring-Dichtung 41 b
ebenfalls fluiddicht und druckfest abgedichtet. Hierzu ist eine Stützhülse 49 auf
das Metallrohr 2 aufgeschoben, die sich rechts in Fig. 8b am ebenfalls auf dem Metallrohr
2 befindlichen Wärmeleitblech 6c (in Fig. 8b nicht gezeigt, vgl. beispielsweise Fig.
1) abstützt. Eine umlaufende Ausnehmung 36b im ersten Teil I übergreift die Stützhülse
49 und bildet mit dieser eine umlaufende Nut, in der die O-Ring-Dichtung 41 b angeordnet
ist. Durch die Stützhülse wird das in Fig. 8b gezeigte Ende des Metallrohres 2 wärmeleitungsmäßig
von der Heizeinrichtung des Fluiderhitzers entkoppelt. Da das Metallrohr 2 bevorzugt
aus einem Edelstahl besteht, welches schlecht die Wärme leitet, werden sowohl die
Anschlussbaugruppe als auch die Dichtung 41 b thermisch weniger belastet.
[0102] Es sei noch angemerkt, dass eine Fluidanschlussbaugruppe 23-2 mit einem zweiten Fluidanschluss
24b als Fluidabführ für das erhitzte Fluid im Wesentlichen identisch zur Fluidanschlussbaugruppe
23-1 der Fig. 8b ausgeführt werden kann. Damit kann ein Fluiderhitzer mit jeweils
radialem Fluidzulauf bzw. Fluidablauf zur Verfügung gestellt werden, bei dem sich
bei drehbarer Ausführung der jeweiligen ersten Teile I der Fluidanschlussbaugruppen
die Orientierung der Anschlüsse frei einstellen lässt.
[0103] Fig. 9 zeigt den Verschlussstopfen 50 der Fig. 4 an einem Ende des Metallrohrs 2,
der bei Ausführungen des Fluiderhitzers mit einer Kombianschlussbaugruppe gemäß der
Fig. 8a am anderen Ende des Fluiderhitzers benötigt wird. Der Verschlussstopfen 50
auf seiner im Bild linken Seite teilweise in die am zweiten Ende 31 b eines Fluidführungskerns
30 gelegene Öffnung eingeschoben ist. Zwischen dem ersten Steg 32 des Fluidführungskerns
30 und einer am Verschlussstopfen 50 gleichmäßig umlaufenden Phase bzw. Schulter ist
ein Dichtmittel in Form einer O-Ring-Dichtung 41c angeordnet. Diese O-Ring-Dichtung
41 c kann - ebenso wie die zuvor genannten Dichtmittel 41a und 41b - aus einer umlaufenden
Dichtung bestehen, die aus EPDM Ethylen-Propylen-Kautschuk), NBR (Nitril-Butadien),
LSR (Silikon), FFKM (perfluorierte Elastomere), FKM (Fluorkarbon) oder einem Hochleistungs-Fluorelastomer
bzw. TPE (einem thermoplastischen Elastomer) bestehen.
[0104] Auch am Verschlussstopfen 50 ist eine zweite Falzung 44-2 (wie oben beschriebene
die Falzung 44-1) der Stoßkante bzw. Abschlusskante des Metallrohres 2 vorgesehen,
die in eine umlaufende vierte Nut 46 am Verschlussstopfen 5 eingreift. Die zweite
Falzung 44-2 verhindert, wie die in Verbindung mit Fig. 8a diskutierte Falzung 44-1,
ein Ablösen des Verschlussstopfens 50 vom Metallrohr 2. Wie eingangs beschrieben besteht
die Verschlusskappe bzw. der Verschlussstopfen 50 bevorzugt aus einem Kunststoff.
In diesem Zusammenhang sei auf eine erfindungsgemäße Besonderheit des Wärmeleitmittels,
d.h. des Wärmeleitbleches 6c in der in Fig. 2B dargestellten Ausführung verwiesen.
Dort ist im Wärmeleitmittel eine vorbestimmte Auspaarung bzw. Ausklinkung im Wärmeleitblech
6c vorgesehen, sodass die Wärmeleitung von der Heizeinrichtung, d.h. den Rohrheizkörpern
6a und 6b im Wesentlichen zum Verschlussstopfen 50 hin durch das Material des Metallrohres
2 bestimmt ist. Da das Metallrohr 2 bevorzugt aus einem Edelstahl besteht, der ein
schlechter Wärmeleiter ist, kann eine Überhitzung, insbesondere ein Aufweichen, des
Verschlussstopfens 50 aus einem Kunststoff im Fehlerfall, z.B. bei einem Trockenlaufen
des Fluiderhitzers, vor Ansprechen der durch die Doppelsicherung 21 (vgl. Fig. 2B)
gebildeten Sicherungseinrichtung bzw. einer entsprechenden Reaktion aufgrund der mittels
des Temperatursensors 42 (vgl. Fig. 3 und 4) erfassten Temperatur vorteilhaft verhindert
werden.
[0105] Es sei angemerkt, dass der Verschlusstopfen auch aus einem Metall, insbesondere Edelstahl,
hergestellt werden kann, um das mit ihm verschlossene Ende des Metallrohrs 2 möglichst
uneingeschränkt beheizen zu können. In diesem Fall (vgl. Fign. 2A, 3, 4, und 5) kann
die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Wärmeleitmittels an diesem Ende des Metallrohres
entfallen. Es sei angemerkt, dass die Ausführung gemäß Fig. 2B ohne weiteres auf die
Ausführungen gemäß Fign. 2A, 3, 4, und 5 übertragen werden kann, für den Fall eines
Verschlussstopfens 50 aus einem Kunststoff bzw. im Falle eines Fluiderhitzers mit
jeweiliger Fluidzufuhr bzw. Fluidabfuhr aus Kunststoff an jeweils einem Ende des Metallrohres
2.
[0106] An dieser Stelle sei angemerkt, dass der in Fig. 9 dargestellte Verschlusstopfen
50 auch integral mit dem Fluidführungskern 30 ausgeführt sein kann. Der Fluidführungskern
30 wäre dann entsprechend mit dem integralem Verschlusstopfen 50 ins Metallrohr 2
einzusetzen und am anderen Ende mit dem ersten Teil I (vgl. Fig. 8a) der Fluidanschlussbaugruppe
zu verriegeln.
[0107] Fig. 10 zeigt eine Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen
Fluiderhitzers. Die meisten Merkmale bzw. Aspekte des Fluiderhitzers sind in Verbindung
mit den Fign. 1 bis 9 bereits ausführlich erläutert worden, weshalb im Folgenden nur
auf einzelne Merkmale bzw. Unterschiede der in Figur 10 gezeigten Ausführung eingegangen
wird.
[0108] Bei dem in Fig. 10 gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Fluidzufuhr und die
Fluidabfuhr an gegenüberliegenden Enden des Fluiderhitzers 1. Eine erste Fluidanschlussbaugruppe
23-1 mit einem ersten Fluidanschluss 24a ist zur Fluidzufuhr am ersten Ende 4 des
Metallrohres 2 vorgesehen. Über die erste Fluidanschlussbaugruppe 23-1 in den Fluiderhitzer
gelangtes Fluid durchströmt das Metallrohr 2 im Wesentlichen lediglich in einer Richtung
(in Fig. 10 von rechts nach links), bevor es über die zweite Fluidanschlussbaugruppe
23-2 mit einem zweiten Fluidanschluss 24b abgeführt wird. Die Fluidanschlussbaugruppen
23-1 bzw. 23-2 sind über jeweilige Dichtmittel in Form von O-Ring-Dichtungen 41b bzw.
41c mit dem Metallrohr 2 fluiddicht und ausreichend druckdicht abgedichtet.
[0109] Lediglich der Anschaulichkeit halber außerhalb des Metallrohres 2 gezeichnet ist
ein in diesem Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgeführter Fluidführungskern 30, der
aus einem ersten Fluidführungskernteil 30a sowie einem zweiten Fluidführungskernteil
30b besteht. Über jeweilige Verbindungsabschnitte 30a-1 bzw. 30b-1 können beide Fluidführungskernteile
fest miteinander verbunden werden. Hierbei greift ein Teil des ersten Verbindungsabschnitts
30a-1 mit reduziertem Außendurchmesser in einen Teil eines zweiten Verbindungsabschnitts
30b-1 ein. Ein Dichtmittel 41d ist hierzu auf dem Teil des ersten Verbindungsabschnitts
30a-1 vorgesehen, um diesen mit dem zweiten Verbindungsabschnitt 30b-1 fluiddicht
zu verbinden. Um die mechanische Festigkeit der Verbindung zwischen den beiden Fluidführungskernteilen
30a, b zu gewährleisten, ist im Beispiel ein Bajonettverschluss vorgesehen. Selbstverständlich
kann auch eine Schnapp-Rast-Verbindung oder eine Schraubverbindung oder eine einfache
Steckverbindung verwendet werden.
[0110] Bei der Fertigung des dargestellten Fluiderhitzers kann der zweiteilig ausgeführte
Fluidführungskern hierbei vorteilhafterweise hohl ausgeführt werden, was zu entsprechender
Materialeinsparung führt.
[0111] Die der jeweiligen Anschlussbaugruppe 23-1 bzw. 23-2 zugewandten Enden 70-1, 70-2
des Fluidführungskerns 30 sind kegelstumpfförmig ausgebildet, wobei sich jeweils am
zentralen Ende eine Zentrier- bzw. Verbindungsnase 72-1 bzw. 72-2 befindet. Die jeweilige
Verbindungsnase 72-1 bzw. 72-2 greift beim Zusammenbau des Fluiderhitzers in ein korrespondierendes
Lager 74-1 der jeweiligen Anschlussbaugruppe 23-1 bzw. 23-2.
[0112] An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die in der Fig. 10 aufgrund der Perspektive
nicht gezeigten Ausführung der dem Fluidkern zugewandten Seite der Anschlussbaugruppe
23-2 mit dem zweiten Fluidanschluss 24b in dieser Hinsicht genau wie der erste Fluidanschluss
23-1 ausgestaltet ist.
[0113] In der Anschlussbaugruppe 23-1 für die Fluidzufuhr sind Ausnehmungen 24a-1 in Form
von Kreissegmenten zur Fluiddurchführung vorgesehen, die in der Anschlussbaugruppe
23-1 im Inneren in den Fluidanschluss 24a übergehen. Zwischen den Ausnehmungen 24a-1
in Form von Kreissegmenten zur Fluiddurchführung befinden sich Stege 24a-2, die ebenfalls
die Form von Kreissegmenten aufweisen und zusammen das Lager 74-1 für die Verbindungsnase
72-1 bilden. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Stege 24a-2 auch eine andere
Form als die eines Kreissegments haben können.
[0114] Die Ausnehmungen 24a-1 in Form von Kreissegmenten zur Fluiddurchführung in Verbindung
mit dem kegelstumpfförmigen Ende 70-1 hat sich als besonders gut hinsichtlich der
Strömungsdynamik erwiesen. Insbesondere ist diese Ausführung bei der Überleitung vom
ersten Fluidkanalabschnitt 35 in die zweite Fluidanschlussbaugruppe 23-2 hinsichtlich
der Vermeidung von Kalkansatz von Vorteil.
[0115] Ebenfalls in Fig. 10 dargestellt sind elektrische Leitungen 47, mit welchen die Rohrheizkörper
6a, 6b des dargestellten Fluiderhitzers mit elektrischer Energie versorgt werden.
Mittels jeweiligen Kontakthülsen 48a werden die elektrischen Leitungen 47 an den elektrischen
Anschlüssen 10a, 10b, 10c, 10d der Rohrheizkörper befestigt. Zur Erhöhung der mechanischen
Festigkeit der Verbindung können die Kontakthülsen 48a nach ihrer Positionierung auf
den elektrischen Anschlüssen 10a, 10b, 10c, 10d mechanisch verformt werden, wodurch
auch die elektrischen Übergangswiderstände der Verbindung verringert werden.
[0116] An den den zwei Kontakthülsen 48a jeweils gegenüberliegenden Enden der elektrischen
Leitung 47 ist ein Steckverbinder 48b vorgesehen. Er dient zur Verbindung der elektrischen
Leitung mit der jeweiligen Anschlussfahne 21 a und 21 d bzw. 21 b und 21 c der beiden
Sicherungselemente der Sicherungseinrichtung 21. Die Steckverbinder 48b sind hülsenartig
ausgebildet und auf ihrer Außenseite mit einer Isolierung versehen.
[0117] Werden die Kontakthülsen 48a wie angedeutet mit den Rohrheizkörpern 6a, 6b verbunden,
sind die Rohrheizkörper elektrisch parallel geschaltet, sodass beim Anschluss an eine
Spannungsquelle die maximale Heizleistung erreicht wird.
[0118] Während die dargestellte zweite Fluidanschlussbaugruppe 23-2 mit dem Fluidablauf
mit einem als NTC-widerstand ausgeführten Temperatursensor 42 ausgestattet ist, mit
welchem die Fluidtemperatur des erhitzten Fluids gemessen werden kann, ist die erste
Fluidanschlussbaugruppe 23-1 in diesem Ausführungsbeispiel deutlich einfacher ausgeführt.
So ist kein Temperatursensor zur Messung der Temperatur des zugeführten Fluids vorgesehen.
Sofern dies in Anbetracht der vorgesehenen Regelungstechnik jedoch von Vorteil für
den Betrieb der dargestellten Anordnung ist, kann auch an der ersten Fluidanschlussbaugruppe
23-1 entsprechend der zweiten Fluidanschlussbaugruppe 23-2 ein weiterer Temperatursensor
vorgesehen werden.
[0119] Während die vorstehenden Erläuterungen und Ausführungsbeispiele sowie die beigefügten
Figuren lediglich zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Vorrichtungen dienen,
sind weitere Merkmalskombinationen und Gestaltungsmöglichkeiten möglich, welche dem
Bereich der vorliegenden Erfindungen unterliegen, wie er lediglich durch die beigefügten
Ansprüche definiert wird. Insbesondere ist ein zweiteilig ausgeführter Fluidführungskern
nicht auf Ausführungsbeispiele beschränkt, bei denen die Fluidzufuhr und die Fluidabfuhr
auf gegenüberliegenden Seiten des Metallrohres erfolgen. Ebenso könnte die in Fig.
2B beidseitig ausgeführte Ausklinkung 60 des Wärmeleitblechs 6c bei Bedarf in anderen
Ausführungsbeispielen vorgesehen werden.
Bezugszeichenliste
[0120]
- 1
- Fluiderhitzer
- 2
- Metallrohr
- 3
- Öffnung
- 4
- erster Endbereich
- 5
- zweiter Endbereich
- 6
- Heizeinrichtung
- 6a, 6b
- Rohrheizkörper
- 6c
- Wärmeleitmittel
- 7a, 7b, 7c, 7d
- Rohrheizkörperende(n)
- 8
- Kröpfung
- 9a, 9b, 9c, 9d
- Crimpung / Quetschung
- 10a, 10b, 10c, 10d
- elektrischer Anschluss
- 11
- Montagehalterung
- 12a, 12b
- Klammer(n)
- 13
- Sensorabschnitt
- 13a
- Abwärtshaken
- 13b
- Rasthaken
- 13c, 13d
- Rastfeder
- 13e
- Schlaufe
- 14a, 14b
- erster/zweiter Wärmeleitabschnitt
- 15a, 15b
- erster/zweiter Verbindungsabschnitt
- 16
- Montageabschnitt
- 17a, 17b, 17c, 17d
- Durchgangslöcher
- 18a, 18b
- erstes/zweites Seitenteil
- 19a, 19b
- Montagelasche(n)
- 20
- Temperatursensor
- 21
- Sicherungseinrichtung
- 21a, 21b, 21c, 21d
- Anschlussfahnen
- 22
- Niete
- 23, 23-1, 23-2
- Fluidanschlussbaugruppe
- 24a, 24b
- erster bzw. zweiter Fluidanschluss
- 25
- Verschlussstück
- 30
- Fluidführungskern
- 31a, 31b
- erstes/zweites Ende
- 32
- erster Steg
- 33
- Durchbrechung bzw. Durchführung
- 34
- zweiter Fluidkanalabschnitt
- 35
- erster Fluidkanalabschnitt
- 35a
- Fluidkanalboden
- 35b
- Fluidkanalflanke bzw. -seitenwand
- 35c
- wendelförmiger Fluidkanalsteg
- 36, 36a, 36b
- erste, zweite bzw. dritte Dichtungsnut
- 37
- Tiefenänderung
- 38
- Fluidkanalende
- 39
- zweiter Steg
- 40
- Verschlussgegenstück
- 41a, 41b, 41c, 41d, 41e
- Dichtmittel bzw. O-Ring-Dichtung
- 42
- Temperatursensor
- 43-1
- Verriegelungsnut
- 43-2
- Riegelführungsnut
- 44-1, 44-2
- erste(r) bzw. zweite(r) Falzung (Falz)
- 45
- dritte Nut
- 46
- vierte Nut
- 47
- elektrische Leitung
- 48a
- Kontakthülsen
- 48b
- Steckverbinder
- 50
- Verschlussstopfen bzw. Verschlusskappe
- 60
- Auspaarung bzw. Ausklinkung
1. Fluiderhitzer (1) vom Typ Durchlauferhitzer, wobei der Fluiderhitzer umfasst:
einen Fluidkanal mit wenigstens einem ersten Fluidkanalabschnitt (35),
mindestens ein im Wesentlichen zylindrisches Metallrohr (2), bevorzugt aus einem Edelstahl
und besonders bevorzugt mit einem Durchmesser von 10 mm bis 20 mm sowie einer Länge
von 120 mm bis 220 mm,
eine Heizeinrichtung (6) mit mindestens einem Rohrheizkörper, bevorzugt mit wenigstens
zwei über äquidistante Umfangsabschnitte des Metallrohrs (2) zueinander beabstandeten
Rohrheizkörpern (6a, 6b), und Wärmeleitmitteln zur Verteilung der Wärme von der Heizeinrichtung
(6) auf mit den Wärmeleitmitteln in Kontakt stehende Bereiche des Metallrohrs (2),
einen Fluidführungskern (30), bevorzugt aus einem Kunststoff, der in dem Metallrohr
(2) angeordnet ist und der den ersten Fluidkanalabschnitt (35) zwischen dem Metallrohr
und dem Fluidführungskern (30) ausbildet, und
einen ersten Fluidanschluss (24a) für Fluidzufuhrmittel und einen zweiten Fluidanschluss
(24b) für Fluidabfuhrmittel, die mit jeweiligen Enden des Fluidkanals in Verbindung
stehen,
wobei der erste Fluidkanalabschnitt (35) im Wesentlichen wendelförmig in Form einer
Nut in einer Außenoberfläche des Fluidführungskerns verläuft und der erste Fluidkanalabschnitt
(35) einen Strömungsweg für das Fluid mit einer hydraulischen Länge bildet, die bevorzugt
etwa doppelt, besonders bevorzugt mindestens etwa dreimal so lang wie die Länge des
Metallrohrs (2) ist.
2. Fluiderhitzer (1) nach Anspruch 1,
wobei das Wärmeleitmittel zumindest aus einem zwischen der Heizeinrichtung (6) und
dem Metallrohr (2) angeordneten Wärmeleitblech (6c), bevorzugt aus Aluminium oder
Kupfer bzw. einer Legierung eines dieser Metalle, welches das Metallrohr (2), bevorzugt
in einem Abschnitt, mantelförmig umschließt, besteht, und
wobei das Metallrohr (2) und die Bestandteile der Heizeinrichtung (6) bevorzugt mittels
entsprechenden Lötverbindungen wärmeleitend verbunden sind.
3. Fluiderhitzer (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei der mindestens eine Rohrheizkörper (6a, 6b) ein Hochleistungsrohrheizkörper
ist mit
einem Mantelrohr aus Metall, insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung,
welches besonders bevorzugt einen lichten Durchmesser von etwa 8 mm aufweist,
wenigstens einer im Inneren in einem wärmeleitenden Isolationsmittel angeordneten
Heizwendel, bevorzugt einer Heizwendel mit einem maximalen äußeren Windungsdurchmesser
von 3 mm bis 5,5 mm, und
wobei der Rohrheizkörper besonders bevorzugt einer auf der Oberfläche des Mantelrohres
bezogenen Heizleistung von 40 W/cm2 bis 75 W/cm2 aufweist.
4. Fluiderhitzer nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei die Heizeinrichtung (6) und das Metallrohr (2) durch eine Montagehalterung (11)
aus Metall, bevorzugt aus Aluminium oder Kupfer bzw. einer Legierung eines dieser
Metalle, zusammengehalten bzw. umklammert ist,
wobei die Montagehalterung (11) bevorzugt so ausgestaltet ist, dass die Heizeinrichtung,
das Metallrohr (2) sowie die Montagehalterung (11), insbesondere durch Klammerabschnitte
der Montagehalterung (11), in einer vorbestimmten Anordnung zu einander zusammengehalten
werden, und
wobei bevorzugt auf der Montagehalterung (11) angeordnet ist
- eine elektrische Sicherungseinrichtung (21), bevorzugt in Form einer Doppelsicherung
zur Unterbrechung der, besonders bevorzugt aller, Stromversorgungsleitungen der Heizeinrichtung
(6), mit Anschlüssen, insbesondere Anschlussfahnen (21a, 21b, 21c, 21d) für Steckkontakte,
zur elektrischen Verbindung mit elektrischen Anschlüssen (10a, 10b, 10c, 10d) der
Heizeinrichtung (6), und
- ggf. ein Anschluss zur Erdung des Fluiderhitzers.
5. Fluiderhitzer (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei der Fluidführungskern (30) weiter einen, im Wesentlichen koaxial, in seinem
Inneren angeordneten zweiten Fluidkanalabschnitt (34) aufweist, der mit dem ersten
Fluidkanalabschnitt (35) in Reihe geschaltet ist,
wobei im Bereich eines ersten Endes (4) des Metallrohres (2) eine Fluidanschlussbaugruppe
(23) vorgesehen ist, die sowohl den ersten Fluidanschluss (24a) als auch den zweiten
Fluidanschluss (24b) aufweist, sodass Fluidzufuhr und Fluidabfuhr im Bereich des ersten
Endes (4), des Metallrohres (2) erfolgen, und
wobei im Bereich des zweiten Endes (5) des Metallrohres (2) ein separater oder am
Fluidführungskern (30) integraler Verschlussstopfen (50) vorgesehen ist, der das Metallrohr
(2), insbesondere fluid- und druckdicht, verschließt, und
wobei insbesondere zwischen dem Fluidführungskern (30) im Bereich des zweiten Endes
(5) und dem Verschlussstopfen (50) eine dritte Dichtungsnut (36b) vorgesehen ist,
in der Dichtmittel (41c) angeordnet sind, die vom Metallrohr (2) überfasst werden.
6. Fluiderhitzer (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei zur Messung der Temperatur des zugeführten Fluids im Bereich des ersten Fluidanschlusses
(24a) ein Zulauftemperatursensor vorgesehen ist, und/oder
wobei zur Messung der Temperatur des erhitzten Fluids im Bereich des zweiten Fluidanschlusses
(24b) ein Ablauftemperatursensor (42) vorgesehen ist.
7. Fluiderhitzer (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei auf einem mit der Heizeinrichtung (6), insbesondere dem Wärmeleitmittel (6c),
wärmeleitend verbundenen Bereich ein Temperatursensor (20), bevorzugt in Form eines
NTC-Widerstands, zur Temperaturregelung vorgesehen ist, und
wobei der Temperatursensor (20) benachbart zu jenem Endbereich (4; 5) des Metallrohres
(2), an dem sich der zweite Fluidanschluss (24b) befindet, angeordnet ist.
8. Fluiderhitzer (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei das Wärmeleitmittel wenigstens an einem Endbereich (4, 5) des Metallrohrs (2)
derart ausgestaltet ist, insbesondere eine vorbestimmte Ausnehmung bzw. Ausklinkung
(60) aufweist, dass eine Wärmeleitung zwischen den Wärmeleitmitteln zum Endbereich
(4, 5) des Metallrohrs (2) im Wesentlichen über das Material des Metallrohrs (2) erfolgt.
9. Fluiderhitzer nach einem der vorstehenden Ansprüche,
wobei der erste Fluidkanalabschnitt (35) an einem Fluidkanalende (38), das bevorzugt
als ein nicht beheizter Abschnitt ausgeführt ist, in Nähe des zweiten Fluidanschlusses
(24b) in der Tiefe und/oder in der Breite zunimmt.
10. Fluidanschlussbaugruppe (23), insbesondere für einen Fluiderhitzer (1) gemäß einem
der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Fluidanschlussbaugruppe (23) umfasst:
ein erstes Teil (I), welches vorzugsweise als integraler Bestandteil, mit dem Fluidführungskern
(30) verbunden ist,
ein zweites Teil (II) mit dem ersten Fluidanschluss (24a) oder dem zweiten Fluidanschluss
(24b),
wobei das zweite Teil (II) im Wesentlichen die Form einer Hülse bzw. Buchse aufweist,
die zumindest teilweise den ersten Teil (II) und ggf. teilweise den Fluidführungskern
(30) umfasst, und so ausgestaltet ist, dass der erste Fluidanschluss (24a) oder der
zweite Fluidanschluss (24b) erhitztes Fluid im Wesentlichen radial vom ersten Fluidkanalabschnitt
(35) zuführt oder abführt,
wobei der erste Teil (I) und/oder der Fluidführungskern (30) mit dem zweiten Teil
(II) mittels einer Verbindungseinrichtung, wie beispielsweise einer Schnapp-Rastverbindung,
einer Schaubverbindung, einer Bajonettverbindung oder dergleichen, miteinander verbunden
sind, sodass insbesondere eine teilweise, bevorzugt im wesentlichen ein Fluidkanalende
(38) mit dem ersten Fluidanschluss (24a) oder dem zweiten Fluidanschluss (24b) fluchtet.
11. Fluidanschlussbaugruppe (23) nach Anspruch 10,
wobei sowohl der erste Fluidanschluss (24a) als auch der zweite Fluidanschluss (24b)
am ersten Ende (3) des Metallrohres (2) ausgeführt sind und der Fluidführungskern
(30) weiter den, im Wesentlichen koaxial, in seinem Inneren angeordneten zweiten Fluidkanalabschnitt
(34) aufweist, der mit dem ersten Fluidkanalabschnitt (35) in Reihe geschaltet ist,
und
wobei der erste Fluidanschluss (24a) zu erhitzendes Fluid im Wesentlichen axial in
den zweiten Fluidkanalabschnitt (34) zuführt und der zweite Fluidanschluss (24b) erhitztes
Fluid im Wesentlichen radial aus dem ersten Fluidkanalabschnitt (35) abführt.
12. Fluidanschlussbaugruppe (23) nach Anspruch 11,
wobei erste Dichtmittel (41a) in einer ersten Dichtungsnut (36) zwischen dem Fluidführungskern
(30) und dem zweiten Teil (II) den ersten Teil (I) gegenüber dem zweiten Teil (II)
dichtend umlaufen, und
wobei zweite Dichtmittel (41b) innerhalb einer zweiten Dichtungsnut (36a) auf einer
dem ersten Fluidanschluss (24a) gegenüberliegenden Seite des ersten Teils (I) den
zweiten Teil (II) gegenüber
- der Innenoberfläche des Metallrohrs (2) dichtend umlaufen und wobei die zweiten
Dichtmittel (41b) oder eine die Dichtmittel (41b) beidseitig säumende Struktur des
zweiten Teils (II) vom Metallrohr (2) überfasst und mittels einer Falzung (44-1) des
Metallrohrs (2) formschlüssig hinterschnitten werden, oder
- der Außenoberfläche des Metallrohrs (2) dichtend umlaufen.
13. Fluidanschlussbaugruppe (23-1; 23-2) nach Anspruch 11,
wobei die Fluidanschlussbaugruppe (23-1; 23-2) im Bereich des ersten Endes (4) bzw.
des zweiten Endes (5) des Metallrohres (2) als eine erste Fluidanschlussbaugruppe
(23-1) mit dem ersten Fluidanschluss (24a) bzw. zweite Fluidanschlussbaugruppe (23-2)
mit dem zweiten Fluidanschluss (24b) vorgesehen ist,
wobei der erste Fluidanschluss (24a) und/oder zweite Fluidanschluss (24b) im Wesentlichen
einen kreisförmigen lichten Fluidführungsquerschnitt aufweist.
14. Fluidanschlussbaugruppe (23; 23-1; 23-2) nach einem der vorstehenden Ansprüche 10
bis 13,
wobei die Fluidanschlussbaugruppe (23; 23-1, 23-2) und/oder ggf. der Verschlussstopfen
(50) mittels einer jeweiligen plastischen Verformung, insbesondere einer Falzung (44-1,
44-2), im jeweiligen Endbereich (4, 5) des Metallrohres (2) formschlüssig, bevorzugt
in Form einer Hinterschneidung, im Metallrohr (2) unlösbar festgelegt ist bzw. sind.
15. Fluiderhitzer (1) mit einer Fluidanschlussbaugruppe (23; 23-1; 23-2) gemäß einem der
Ansprüche 10 bis 14,
wobei der Fluidführungskern (30) zweiteilig ausgeführt ist, insbesondere mindestens
zwei Fluidführungskernteile (30a, 30b) umfasst, die, bevorzugt mittels einer Schnapp-Rast-
oder Schraub- oder Bajonettverbindung oder dergleichen, miteinander in vorbestimmter
Anordnung zueinander verbindbar sind, und
wobei jeweilige Enden des Fluidführungskerns (30) kegelstumpfförmig ausgeführt sind
und ein axiales Verbindungselement zur Verbindung mit der jeweiligen Anschlussbaugruppe
(23-1, 23-2) aufweisen.